Question

10．在“测量小灯泡电功率”实验中，灯泡额定电流为0.3A，灯丝阻值在（10～15）Ω之间，电源电压恒为6V，滑动变阻器标有“50Ω  1A”字样．
（1）如图甲，请用笔画线代替导线将实物图补充完整．

（2）闭合开关前，滑片P应移至右 端；闭合开关后，无论怎样移动滑片P，灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是灯泡断路（写出一种即可）．
（3）排除故障，当电流表示数为0.3A时，电压表示数如图乙，电压为4V，小灯泡的额定功率为1.2W
（4）小亮同学利用该电路探究电流跟电阻的关系，将灯泡换成定值电阻R，保持电压表示数始终为2V，多次更换阻值不同的定值电阻R并记录电流表示数．若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不得大于25Ω

Answer 1

分析 （1）先分析电路图，弄懂电路各元件的连接方式，开关、电压表的作用，然后按电路图连接实物图；
（2）在连接电路时，为防止电路中电流过大，开关应断开，滑动变阻器的滑片应滑到电阻最大位置；小灯泡不亮，原因有二：断路或短路．具体故障根据电流表或电压表示数确定；
（3）当灯泡的电流等于额定电流时，灯泡正常发光；根据乙图读出电压表的示数，由P=UI计算出灯泡的额定电功率；
（4）先根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数；然后根据串联电路的电阻与电压的关系，并结合滑动变阻器的最大阻值解答．

解答 解：（1）由“测量小灯泡电功率”实验要求可知，电压表测L两端电压．
先将L₁连接到电源负极，再把电压表并联在L₁两端．由题知灯泡额定电流为0.3A，灯丝阻值在（10～15）Ω之间，小灯泡额定电压大于3V，故电压表使用0-15V量程．如图所示：
（2）在连接电路时，为防止电路中电流过大，开关应断开，滑动变阻器的滑片应滑到电阻最大位置，即最右端位置；
闭合开关，灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表有示数，说明电压表与电源相连通，测量电源电压，则与电压表并联的灯丝断了，电压表串联在电路中，即灯泡断路．
（3）灯泡的额定电流为0.3A，所以当电流表示数为0.3A时灯正常发光；
由图知，电压表的量程为0～15V，示数为4V，则灯泡的额定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；
（4）在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电压表示数为2V不变，滑动变阻器标有“50Ω 1A”，则根据串联电路的电流相同的特点得：
I_定值=I_滑动，
即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{U-{U}_{定值}}{{R}_{滑动}}$，$\frac{2V}{{R}_{定值}}$=$\frac{6V-2V}{50Ω}$，
则R_定值=25Ω．
故答案为：（1）如上图；（2）右；  灯泡断路；   （3）4；   1.2； （4）25．

点评 本题考查了伏安法测小灯泡额定功率的实验，考查了连接实物图、故障分析、串联电路电流的规律、欧姆定律和功率计算公式的应用等内容，涉及的知识点较多，知道伏安法测功率的原理是解题的关键．