题目内容

7．在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明同学选用的电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为12Ω．

（1）请你用笔画线代替导线，将甲图的实物电路连接完整．（要求：滑片P向右移灯泡变亮）
（2）小明电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是C
A．更换小灯泡  B．检查电路是否断路   C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向右（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为2.5V．某同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是10Ω．
（4）实验要求改变小灯泡两端的电压进行多次测量，这样做是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率．
（5）LED节能灯作为环保节能灯具，具有发光效率高、可靠使用寿命长，将成为下一代主流灯具产品．一只LED节能灯的发光亮度与此小灯泡相同时，LED灯可节约85.8%的电能，据此推算小灯泡正常发光时的亮度与0.071W的LED灯亮度相当．

分析 （1）实验中电流表、灯泡、变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压，根据滑片P向右移灯泡变亮确定变阻器的接线柱；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，不用更换灯泡，也不用检查电路是否断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，分析电阻过大的原因，然后进行下一步操作；
（3）由图乙确定电压表量程与最小分度值，读出电压表示数；根据电压表示数与灯泡额定电压的关系确定滑片的移动方向，知道电压表示数等于灯泡额定电压为止；
由图丙找出灯泡电压对应的电流，然后由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率，由I=$\frac{U}{R}$计算灯泡电阻；
（4）改变小灯泡两端的电压，小灯泡的电功率随着发生变化，这样做是为了测出不同电压下的电功率；
（5）由题意LED灯可节约85.8%的电能，据此分析答题．

解答 解：
（1）测定小灯泡电功率的实验中，电流表、灯泡、变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压，所以应与灯泡并联，根据滑片P向右移灯泡变亮，说明变阻器连入阻值减小，所以应将变阻器的B接线柱接入电路，如图所示：
；
（2）闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作；
（3）由图乙知，电压表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V＜2.5V，因此滑动变阻器滑片应向右端移动，减小滑动变阻器接入电路阻值，减小分压，增大灯泡分压，直到电压表示数为灯泡额定电压2.5V为止；
由图丙可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流是0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，通过灯泡电流为0.15A，所以小灯泡的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
（4）改变小灯泡两端的电压，小灯泡的电功率随着发生变化，这样做是为了测出不同电压下的电功率；
（5）由题意可知：PLED=（1-85.8%）P=（1-85.8%）×0.5W=0.071W．
故答案为：
（1）见上图；（2）C；（3）2.2；右；2.5；0.5；10；
（4）测量不同电压下小灯泡的实际功率；（5）0.071．

点评 本题考查了故障判断、实验电路的连接、电表读数、求电阻、求功率等问题，对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．

练习册系列答案
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