Question

1．小静同学用电池组（两端电压为3V ）、电压表、电流表和滑动变阻器等实验器材，测定标有“2.5V”小灯泡的额定功率．

（1）如图甲所示，小静连接的电路还没有完成，如果要求滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电流表的示数变大，导线M应与滑动变阻器的接线柱B连接．（填“A”、“B”或“D”）
（2）小静把滑动变阻器正确连人电路后，闭合开关S，发现灯L 不发光，电流表无示数．但电压表有示数．电压表的示数如图乙 所示，为3V．请你判断电路中出现的故障可能是灯泡断路．
（3）小静排除故障后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，灯L 的额定功率为0.75W．
（4）为了考察同学们的能力，老师拿来了一个已知额定电流为0.2A，但额定电压未知的小灯泡，一个已知阻值为R的电阻和两个开关S₁、S₂，利用上面的部分器材为同学们设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率，请你将下列实验步骤补充完整；
①闭合开关S、S₁，断开S₂（填开关S、S₁、S₂的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为0.2AR；
②闭合开关S、S₂，断开S₁，保持滑动变阻器的滑片不动（选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”），读出电压表的示数为U；
③灯泡额定功率的表达式为：P=0.2A×（U-0.2R）
（5）同组的小明测的是标有“3.8V”小灯泡的额定功率．为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率，他改变接人电路的滑动变阻器的阻值，分别得到三组数据，算出三个电功率值，再求平均值，你认为这样做合理吗？为什么？不合理，电压不同，电功率不同．

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A	功率/W	额定功率/W
1	3.00	0.36	1.08	P额=$\frac{1.08+1.52+1.89}{3}$=1.50
2	3.80	0.40	1.52
3	4.50	0.42	1.89

Answer 1

分析 （1）电流表的示数变化和滑动变阻器接入电路的阻值变化有关，滑动变阻器接入阻值变大电流表的示数就变小，接入阻值变小电流表示数就变大；
（2）电流表无示数说明电路中有断路，电压表有示数并且等于电源电压，说明电源没问题，电压表测量的是电源电压；
（3）小灯泡正常发光时的电流就是额定电流，额定电压和额定电流的乘积就是额定功率；
（4）测灯泡功率需要测出灯泡额定电流对应的额定电压，根据实验原理与实验步骤分析答题；
（5）灯泡在额定电压下的功率为额定功率，求不同电压下灯泡实际功率的平均值作为额定功率不合理．

解答 解：（1）要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变大，也就是说滑片向右移动时接入电路的阻值变小了，导线M必须选择B接线柱；
（2）开关闭合后，灯泡不亮电流表没有示数，说明电路中某处断路；电压表的示数等于电源电压说明电压表的两个接线柱能和电源的两极连接上，也就是说从电压表的两个接线柱向电源两极连接的导线中没有断路，因此故障只能是灯泡处有断路（灯泡与灯座接触不良或灯丝断了）；
（3）小灯泡的额定电压是2.5V，对应的额定电流是0.3A，所以额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）①闭合开关S、S₁，断开S₂；调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为0.2AR；
②闭合开关S、S₂，断开S₁，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表的示数为U；
③灯泡额定功率的表达式为：P=0.2A×（U-0.2R）．
（5）灯泡在额定电压下的功率为额定功率，求不同电压下灯泡实际功率的平均值作为额定功率是错误的，该同学的做法不合理．
故答案为：（1）B；（2）3；灯泡断路；（3）0.75；（4）闭合开关S、S₁，断开S₂；0.2AR；保持滑动变阻器的滑片不动； 0.2A（U-0.2AR）；（5）不合理； 电压不同，电功率不同．

点评 本题属于测功率实验的基本考查类型，考查滑动变阻器调节、电表读数、求灯泡额定功率、完善实验步骤等问题，是实验的常考内容，学生要熟练掌握．