Question

15．在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓恒定為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時的電阻約為10Ω，所用滑動變阻器的規(guī)格為“50Ω 1A”．

（1）測量原理是P=UI．
（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖中未完成的實(shí)物電路連接完整；（要求根據(jù)圖中滑片的位置連接滑動變阻器）
（3）連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則電路中發(fā)生的故障是小燈泡短路（選填“斷路”或“短路”）．
（4）排除故障后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：閉合開關(guān)后，移動滑片P使燈泡L正常發(fā)光，判斷是否正常發(fā)光的依據(jù)是電壓表示數(shù)為2.5V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定電功率是0.6W；
（5）某同學(xué)還想探究電流與電阻的關(guān)系，于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R，原因是小燈泡電阻受溫度升高而增大不是定值，并使電壓表的示數(shù)始終保持2V不變，多次更換阻值不同的定值電阻R，記錄各次電流表的示數(shù)，在不更換其他器材的情況下，為了能夠完成實(shí)驗(yàn)，他更換的定值電阻R的阻值不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）測量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI；
（2）測燈泡功率實(shí)驗(yàn)中，電源、電流表、燈泡、滑動變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡額定電壓和正常工作電流連接電路圖；
（3）燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電路是通路，電壓表無示數(shù)，與電壓表并聯(lián)的部分出現(xiàn)了短路；
（4）當(dāng)燈泡電壓達(dá)到額定電壓時正常發(fā)光，讀出其正常發(fā)光時的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率；
（5）燈泡的燈絲電阻受溫度影響，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題．

解答 解：
（1）測量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI，分別測出小燈泡正常工作時的電壓和通過電流即可計(jì)算出其功率；
（2）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選用0-3V量程，正常發(fā)光時的電阻約為10Ω，電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表選用0-0.6A量程．
測燈泡功率實(shí)驗(yàn)中，電源、電流表、燈泡、滑動變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入電路，滑動變阻器一上一下接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，如圖所示；

（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是短路，所以出現(xiàn)故障的原因是小燈泡短路；
（4）當(dāng)燈泡電壓達(dá)到額定電壓時正常發(fā)光，電流表使用0-0.6A量程，分度值為0.02A，由乙圖，其正常發(fā)光時的電流為0.24A，所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）小燈泡換成定值電阻R，是因?yàn)闊艚z電阻會受溫度影響；
電源電壓為6V，電阻兩端電壓為2V，滑動變阻器分壓為4V，是定值電阻兩端電壓的兩倍，滑動變阻器接入電路的阻值為定值電阻阻值的兩倍，滑動變阻器最大阻值為50歐姆，因此定值電阻最大阻值為25歐姆．
故答案為：
（1）P=UI；
（2）見上圖；
（3）短路；
（4）電壓表示數(shù)為2.5V；0.6；
（5）小燈泡電阻受溫度升高而增大不是定值；25．

點(diǎn)評 本題考查了電路連接、故障分析、電表讀數(shù)、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、求功率等問題，對電表讀數(shù)時，應(yīng)先確定電表的量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時，視線要與刻度線垂直．