Question

5．在“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有以下器材：小灯泡（额定电压为2.5V，电阻约为10Ω）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关、电压为4V的电源、滑动变阻器（20Ω 1A）、导线若干．

（1）根据图甲提供的电路，用笔画线代替导线，将图乙的实物图连接成实验电路．
（2）根据实验中需要测量的物理量．请在图丙方框内画出记录实验数据的表格．
（3）实验过程中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表没有示数，电流表指针有明显的偏转，分析电路故障的原因可能是B．
A．小灯泡断路                B．只有小灯泡短路
C．只有滑动变阻器短路        D．滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，某次实验中，电流表示数是0.2A，电压表示数如图丁所示，示数是2.4V，此时小灯泡的功率是0.48W．

Answer 1

分析 （1）根据电路图连接实物图，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，由I=$\frac{U}{R}$计算出灯泡正常发光时的大约电流值，确定电流表的量程；
（2）表格中应包括电压、电流、电功率及灯泡亮暗几项；
（3）电流表有示数且很大，说明没有发生断路，且电路中总电阻较小；
根据灯泡不亮，两端无电压判断可能灯泡短路；
（4）确定电压表的量程和分度值，读出电压表的示数，根据P=UI计算出灯泡的实际电功率．

解答 解：
（1）根据电路图连接实物图，灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择0～3V的量程；灯泡正常发光时电流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表选择0～0.6A的量程，电路如图：

（2）根据实验要求，要测量低于、等于和高于额定电压时的电功率并观察灯泡的亮暗进行记录，所以表格中应有电流、电压、电功率、灯泡亮度几项，如下表：

实验序号	电流表示数/A	电压表示数/V	功率/W	灯泡亮度
1
2
3

（3）电流表指针有明显的偏转，首先排除断路情况，由于电流很大，则可能发生短路，又发现小灯泡始终不亮，电压表没有示数，则可能小灯泡发生短路，B正确；
（4）由图丁知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.4V，小灯泡的电功率：P=UI=2.4V×0.2A=0.48W．
故答案为：（1）见上图；（2）见上表；（3）B； （4）2.4；0.48．

点评 本题是测量灯泡电功率的实验考查了电路的连接、电路故障的分析、数据表格的设计，这些都是电学实验的基础问题一定要熟练掌握，在连接电路时，特别要注意电压表和电流表量程的确定，同时还考查了电压表的读数及电功率的计算，难度适中．