Question

6．小明同學(xué)利用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡的電阻值（已知小燈泡的額定電壓為2.5V），實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示．

（1）連接電路時(shí)，圖中導(dǎo)線a端應(yīng)與電壓表上標(biāo)有數(shù)字“3”（選填“3”或“15”）的接線柱相連．
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片P置于端B（選填“A”或“B”）；實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑片P移到某一位置時(shí)，電流表A和電壓表V示數(shù)如圖2所示，則此時(shí)小燈泡的阻值為9Ω．
（3）若小明同學(xué)想用已連好的電路測(cè)量小燈泡的額定電功率，請(qǐng)你幫他把主要的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：①移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)；②用公式P=UI計(jì)算出小燈泡的額定電功率．③若小紅正確連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均有讀數(shù)，但小燈泡不亮，檢查發(fā)現(xiàn)所有電學(xué)元件均完好，請(qǐng)你判斷燈泡不亮的原因是燈泡實(shí)際功率太�。�④調(diào)整好電路之后，再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2.7V，則小紅的下一步操作應(yīng)該是向右移動(dòng)滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V．
⑤根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出I-U圖象，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.625W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定量程；
（2）開關(guān)閉合前，滑片P應(yīng)移到最大值處；根據(jù)圖丙讀出電壓表和電流表示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算此時(shí)燈泡的電阻；
（3）①測(cè)量小燈泡的額定電功率，應(yīng)使燈泡電壓達(dá)到額定電壓，讀出此時(shí)電流表示數(shù)；
②根據(jù)電功率計(jì)算公式計(jì)算即可；
③燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，實(shí)際功率過(guò)小時(shí)燈泡不發(fā)光；
④額定電壓下用電器的功率和額定功率相等，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻的變化，然后判斷滑片移動(dòng)的方向；
⑤利用P=UI求出小燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）小燈泡的額定電壓2.5V，所以電壓表應(yīng)使用0-3V量程；
（2）為了保護(hù)電路安全，開關(guān)閉合前，滑片P應(yīng)移到最大值B端；
電壓表測(cè)燈泡電壓，使用0-3V量程，分度值0.1V，由丙圖可知其示數(shù)為1.8V；電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，示數(shù)為0.2A，
此時(shí)小燈泡的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.2A}$=9Ω；
（3）①要測(cè)小燈泡的額定電功率，應(yīng)使燈泡電壓達(dá)到額定電壓，即調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V，讀出此時(shí)電流表示數(shù)；
②根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率；
③連接電路時(shí)，為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，閉合開關(guān)后，所有電學(xué)元件均完好，燈泡不亮，
原因是：滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻過(guò)大，小燈泡分得的電壓過(guò)小，實(shí)際功率太小造成的；
④電壓表的示數(shù)2.7V大于燈泡的額定電壓，要測(cè)燈泡的額定功率，
由串聯(lián)電路的分壓原理可知，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，即滑片應(yīng)向右移動(dòng)，直至電壓表的示數(shù)達(dá)到2.5V為止；
⑤由圖象知：當(dāng)U=2.5V時(shí)，電流為0.25A，
燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：（1）3；（2）B；9；（3）①2.5；②P=UI；③燈泡實(shí)際功率太�。虎苡�；⑤0.625．

點(diǎn)評(píng) 此題是伏安法測(cè)電阻和功率的實(shí)驗(yàn)，要明確實(shí)驗(yàn)原理，考查了電壓表量程的選擇、滑動(dòng)變阻器的使用、電阻、電功率的計(jì)算，屬于電學(xué)最重要的實(shí)驗(yàn)，但考查的難度不大．