Question

15．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒定为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”．

（1）测量原理是P=UI．
（2）请用笔画线代替导线将甲图中未完成的实物电路连接完整；（要求根据图中滑片的位置连接滑动变阻器）
（3）连接电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则电路中发生的故障是小灯泡短路（选填“断路”或“短路”）．
（4）排除故障后，继续进行实验：闭合开关后，移动滑片P使灯泡L正常发光，判断是否正常发光的依据是电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是0.6W；
（5）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，原因是小灯泡电阻受温度升高而增大不是定值，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）测量小灯泡功率的实验原理是P=UI；
（2）测灯泡功率实验中，电源、电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路，电压表与灯泡并联，根据灯泡额定电压和正常工作电流连接电路图；
（3）灯泡不发光，电流表有示数，电路是通路，电压表无示数，与电压表并联的部分出现了短路；
（4）当灯泡电压达到额定电压时正常发光，读出其正常发光时的电流，根据P=UI计算额定功率；
（5）灯泡的灯丝电阻受温度影响，根据串联电路特点与欧姆定律分析答题．

解答 解：
（1）测量小灯泡功率的实验原理是P=UI，分别测出小灯泡正常工作时的电压和通过电流即可计算出其功率；
（2）小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0-3V量程，正常发光时的电阻约为10Ω，电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表选用0-0.6A量程．
测灯泡功率实验中，电源、电流表、灯泡、滑动变阻器、开关串联接入电路，滑动变阻器一上一下接入电路，电压表与灯泡并联，如图所示；

（3）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，但电压表有示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是短路，所以出现故障的原因是小灯泡短路；
（4）当灯泡电压达到额定电压时正常发光，电流表使用0-0.6A量程，分度值为0.02A，由乙图，其正常发光时的电流为0.24A，所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）小灯泡换成定值电阻R，是因为灯丝电阻会受温度影响；
电源电压为6V，电阻两端电压为2V，滑动变阻器分压为4V，是定值电阻两端电压的两倍，滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻阻值的两倍，滑动变阻器最大阻值为50欧姆，因此定值电阻最大阻值为25欧姆．
故答案为：
（1）P=UI；
（2）见上图；
（3）短路；
（4）电压表示数为2.5V；0.6；
（5）小灯泡电阻受温度升高而增大不是定值；25．

点评 本题考查了电路连接、故障分析、电表读数、滑动变阻器的调节、求功率等问题，对电表读数时，应先确定电表的量程与分度值，然后再读数，读数时，视线要与刻度线垂直．