Question

2．小婷用如图所示的电路测量小灯泡的电功率的同时，测量小灯泡的电阻，小灯泡额定电压为2.5V，正常工作时电阻约为8Ω，实验室提供的器材有：电源（6V），电压表V，滑动变阻器R₁（规格“10Ω，1A”），滑动变阻器R₂（规格为“50Ω，0.5A”），电流表A₁（量程0.6A），电流表A₂（量程3A）．

（1）请根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整．
（2）根据电路图连接电路时，开关应该断开，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大的位置，即离下端接线柱最远（填“最远”或“最近”）的位置．
（3）为保证实验顺利进行，并且有较高的准确性，滑动变阻器应该选R₂（填“R₁”或“R₂”），电流表应该选A₁（填“A₁”或“A₂”）．
（4）小婷在实验时，将电流表和电压表的位置交换了，其他连接正确，闭合开关后D．
A．电流表烧坏  B．电压表示数无示数   C．小灯泡烧坏  D．小灯泡不亮
（5）正确连接好电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将电压表和电流表部分读数填在下表中，电压表读数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，请帮小婷将此读数填在表中．表中的读数为0.3．

序号	1	2	3	4	5
电压表示数/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流表示数/A	0.14	0.21	0.26		0.33

（6）根据补充完整后的上表数据，测得小灯泡在电压为2.0V时的实际功率是0.52W，在正常工作状态时电阻是8.3Ω（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）根据额定电压选择电压表量程，由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，根据灯泡正常发光时的电流选择电流表．
（2）在连接电路时开关应该断开，闭合开关前，滑片处于最大阻值处；
（3）由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，由串联电路特点求出此时滑动变阻器两端电压，由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器；根据灯泡正常发光时的电流选择电流表．
（4）电流表应串连接入电路，电压表内阻很大，应与被测电路并联，如果电压表串联接入电路，电路相当于断路；灯泡实际功率很小时，灯泡不发光．
（5）由电流表的量程，读出电流表示数．
（6）由表中实验数据找出2.0V电压对应的电流，由P=UI求出灯泡的实际功率；由表中实验数据求出灯泡额定电压对应的电流，然后由欧姆定律求出此时灯泡电阻．

解答 解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，所以电压表应使用0-3V量程；变阻器一上一下串联接入电路．如图所示：

（2）根据电路图连接电路时，开关应该断开，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大的位置，即离下端接线柱最远的位置；
（3）灯泡正常发光时的电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$≈0.3A＜0.6A，所以电流表应选择A₁；
此时滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.3A}$≈11.67Ω＞10Ω，滑动变阻器应选R₂；
（3）实验时把电压表串联接入电路，电流表与灯泡并联接入电路，由于电压表内阻很大，电压表串联接入电路后电路电流很小几乎为零，电流表与小灯泡都不会烧坏，电压表示数约等于电源电压6V，小灯泡实际功率很小，小灯泡不发光，故ABC错误，D正确．
（4）电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，读数为0.3A．
（5）由表中实验数据可知，电压为2.0V时，通过灯泡的电流为0.26A，此时灯泡实际功率为P=UI=2V×0.26A=0.52W；
由表中实验数据可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.3A，
灯泡正常发光时的电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
故答案为：（1）见上图；（2）断开；最远；（2）A₁；R₂；（3）BD；（4）0.3；（5）0.52；8.3．

点评 本题考查了实验器材的选择、实验故障分析、电表读数、求灯泡实际功率、求灯泡电阻等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；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．