Question

如圖所示，為了測(cè)定“額定電壓2.5V”的小燈泡額定功率的裝置．要求：
（1）把如圖甲實(shí)驗(yàn)電路中未連接好的部分，用筆畫(huà)作導(dǎo)線連接好電路（燈絲電阻約為10Ω）；
（2）電路連接完成后，閉合電路的開(kāi)關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)了下表中的一些不正常的現(xiàn)象．已知故障是由電路中某一處出現(xiàn)了下列選項(xiàng)中的某個(gè)原因造成的，請(qǐng)你把故障的對(duì)應(yīng)原因找出來(lái)，并把選項(xiàng)代號(hào)填入對(duì)應(yīng)的表格中．
A．燈泡短路   B．燈泡斷路     C．電流表短路   D．電流表斷路   E．電壓表斷路

順序	電路中出現(xiàn)的一些不正常的現(xiàn)象			故障 原因
	電燈的亮滅	電流表的示數(shù)	電壓表的示數(shù)
甲	滅	0A	大于3V
乙	亮	0.3A	0V
丙	滅	0.5A	0V

（3）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)，將圖中的滑動(dòng)變阻器的滑片P向

右

（填“左”或“右”）滑動(dòng)，使電壓表讀數(shù)為

2.5

V，這時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是

0.75

 W．

（4）在這個(gè)的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器能直接起到以下作用

ABD

（多選）
A．改變電路中的電流      B．保護(hù)電路        C．改變被測(cè)小燈泡的電阻
D．改變被測(cè)小燈泡兩端的電壓     E．改變電源兩端的電壓
（5）某物理興趣小組的同學(xué)在查閱資料時(shí)了解到，實(shí)際的電流表電阻雖然很小，但并不為零；實(shí)際的電壓表電阻雖然很大，但并不是無(wú)窮大．在電路中接入電流表和電壓表時(shí)它們具有分壓和分流的作用．請(qǐng)你參考上述信息，想一想：按照上面的電路測(cè)出的電流值和電壓值，算出的小燈泡電功率

大于

選填：“大于”、“等于”或“小于”）小燈泡此時(shí)的真實(shí)電功率．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，據(jù)此選擇電流表的量程，且串聯(lián)在電路中；滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．
（2）電路故障有兩類：短路和斷路；電路短路時(shí)，短路部分無(wú)電壓，電流大；電路斷路時(shí)，斷路部分無(wú)電流，電壓大．
（3）閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處，閉合開(kāi)關(guān)后要測(cè)燈泡的額定功率應(yīng)使燈泡的兩端電壓為2.5V，即使電路中的電流增大、減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻；根據(jù)電流表的量程和分度值讀出燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．
（4）滑動(dòng)變阻器在電路中的作用有：保護(hù)電路，改變電路電流和電壓．
（5）電壓表測(cè)燈泡的額定電壓，電流表測(cè)通過(guò)燈泡和電壓表的電流之和，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，據(jù)此判斷測(cè)量功率和實(shí)際功率之間的關(guān)系．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)；燈泡的額定電流約為

2.5V

10Ω

=0.25A，所以電流表的量程為0～0.6A，且正接線柱與滑動(dòng)變阻器的任意下方接線柱相連，負(fù)接線柱與開(kāi)關(guān)相連，如下圖所示：

（2）甲現(xiàn)象中燈泡不亮，無(wú)電流即電路電路而電壓較大說(shuō)明電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦�，即燈泡斷路，故選B；
乙現(xiàn)象中燈泡亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)說(shuō)明電壓表斷路，故選E；
丙現(xiàn)象中燈泡不亮而電流很大說(shuō)明燈泡短路，故選A；
故答案如下表：

順序	電路中出現(xiàn)的一些不正常的現(xiàn)象			故障 原因
	電燈的亮滅	電流表的示數(shù)	電壓表的示數(shù)
甲	滅	0A	大于3V	B
乙	亮	0.3A	0V	E
丙	滅	0.5A	0V	A

（3）閉合開(kāi)關(guān)前保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器滑片位于左端，要測(cè)燈泡的額定電壓即兩端的電壓為2.5V，應(yīng)增大電路中的電流，減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，所以滑片應(yīng)向右移動(dòng)；電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以燈泡的額定電流為0.3A；燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）在此實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是：保護(hù)電路、改變燈泡兩端的電壓、改變電路中的電流，故選ABD．
（5）電壓表測(cè)燈泡的實(shí)際電壓，電流表測(cè)燈泡與電壓表的總電流，測(cè)量值大于燈泡的實(shí)際電流，根據(jù)P=UI得，測(cè)得的功率大于燈泡的實(shí)際功率．
故答案為：（1）電路圖如上圖所示；
（2）如上表所示；
（3）右；2.5；0.75；
（4）ABD；
（5）大于．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)物電路圖的連接、電表量程的選擇、滑動(dòng)變阻器的正確使用、電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)、電功率的計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析等，比較全面的考查了該實(shí)驗(yàn)，屬于難題．