Question

現(xiàn)有下列器材：兩節(jié)干電池、電流表（0～0.6A；0～3A）、電壓表（0～3V；0～15V）、滑動(dòng)變阻器（10Ω　1.5A）、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干．請(qǐng)你用這些器材測(cè)量一個(gè)小燈泡（額定電壓2.5V，額定功率小于1W）的額定功率和正常工作時(shí)的電流．
（1）按本實(shí)驗(yàn)要求，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖（甲） 中的器材連成實(shí)物電路（注意電表的量程的選擇）
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)小于其額定電壓，為了使燈泡正常發(fā)光應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P向

右

（填左或右）移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為

2.5

V，這時(shí)電流表的示數(shù)如圖（乙）所示，則這時(shí)的電流是

0.26

A．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可測(cè)得小燈泡的額定功率為

0.65

W，正常工作時(shí)的電阻是

9.6

Ω．
（4）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為0.484W，則燈泡的額定功率是

2.42

W．
（5）若某同學(xué)在連接實(shí)物電路時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表和電壓表的和示數(shù)都不變，且燈泡發(fā)光較暗，則錯(cuò)誤的原因是

滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，確定電流表量程，把電源、電流表、滑動(dòng)變阻器、燈泡開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端即完成電路連接，連接電路時(shí)，注意電表正負(fù)接線柱不要接反．
（2）電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，根據(jù)電路圖確定滑片的移動(dòng)方向；當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由圖乙所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數(shù)；
（3）已知燈泡額定電壓與燈泡正常工作時(shí)的電流，
由P=UI可以求出燈泡的額定功率，由歐姆定律可以求出燈泡正常工作時(shí)的電阻．
（4）由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，
由電功率公式P=UI的變形公式求出電路電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．
（5）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱時(shí)，滑動(dòng)變阻器被接成定值電阻，
移動(dòng)滑片電路電阻及電流不變，電路電流較小，燈泡較暗．

解答：解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表選0～3V量程，燈泡額定功率小于1W，
∵P=UI，∴燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流小于I=

P

U

=

1W

2.5V

=0.4A，電流表選0～0.6A量程；伏安法測(cè)燈泡功率及電流的實(shí)物電路圖如圖所示．
（2）電壓表的示數(shù)小于其額定電壓，由電路圖可知，向右移動(dòng)滑片，減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，減小滑動(dòng)變阻器分壓，使燈泡兩端電壓變大，當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V時(shí)，燈泡正常發(fā)光；電流表量程是0～0.6A，由圖乙所示電流表可知，電流表分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.26A．
（3）燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
∵I=

U

R

，∴正常工作時(shí)的電阻R=

U

I

=

2.5V

0.26A

≈9.6Ω．
（4）電源由兩節(jié)干電池組成，電源電壓U=1.5V×2=3V，
燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=3V-2.5V=0.5V，
∵P=UI，∴此時(shí)電路電流I=

P

U

=

0.484W

0.5V

=0.968A，燈泡額定功率P_L=U_LI=2.5V×0.968A=2.42W．
（5）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱時(shí)，滑動(dòng)變阻器被接成定值電阻，移動(dòng)滑片電路電阻及電流不變，
電壓表與電流表示數(shù)都不變，由于此時(shí)電路阻值較大，電路電流很小，燈泡實(shí)際功率較小，燈泡較暗．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）右；2.5；0.26；（3）0.65；9.6；
（4）2.42；（5）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了連接實(shí)物電路圖、電表讀數(shù)、求功率、求電阻、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析等問題，是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的常考問題，一定要掌握；連接電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意電表正負(fù)接線柱不要接反，注意滑動(dòng)變阻器的接法；對(duì)電表讀數(shù)，應(yīng)先確定電表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)，視線要與電表刻度線垂直．