Question

9．小明要做“測定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)，選用了如下圖b所示的實(shí)物元件圖，其中電源是由兩只蓄電池組成，小燈泡額定電壓是2.5V，其燈絲電阻約為10Ω，滑動變阻器標(biāo)有“10Ω、1A”字樣，電流表（0～0.6A、0～3A），電壓表（0～3V、0～15V）．
【聰明的你跟隨小明一起，邊實(shí)驗(yàn)邊思考，并逐一回答下面的幾個問題．】
（1）本實(shí)驗(yàn)的原理是：P=UI．
（2）請你在下面的圖a方框內(nèi)，正確畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖．
（3）請你用鉛筆畫線代替導(dǎo)線，把圖b中的電路元件連正確接成電路．（要求：滑片P向左移時(shí)，燈變亮，且連線不得交叉）

（4）當(dāng)小明剛連接完最后一根導(dǎo)線，立即看到燈泡發(fā)出明亮的光．在一旁觀察的小張一驚，提醒小明實(shí)驗(yàn)中有問題．小明想，我的實(shí)驗(yàn)連線沒有問題��！請你幫助小明找出實(shí)驗(yàn)中操作不當(dāng)之處：連線時(shí)開關(guān)未斷開，滑動變阻器滑片未處于阻值最大處．
（5）實(shí)驗(yàn)中，如果發(fā)現(xiàn)電流表指針擺動分別出現(xiàn)了如下圖C中甲、乙所示的兩種情況．請分析在使用電流表時(shí)分別存在什么問題？并寫在下面的橫線上．
甲現(xiàn)象存在的問題：電流表正負(fù)接線柱接反．乙現(xiàn)象存在的問題：電流表量程所選量程過大．
（6）當(dāng)故障排除后，應(yīng)先閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為2.5V，小燈泡才能正常發(fā)光，若此時(shí)電流表示數(shù)如圖d所示，則小燈泡的額定功率是1W；燈絲電阻是6.25Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)功率的公式分析；
（2）伏安法測電阻，電源、開關(guān)、滑動變阻器、電流表、燈泡組成串聯(lián)電路，電壓表并聯(lián)在待測電阻兩端，據(jù)此作出電路圖．
（3）根據(jù)電壓表、電流表、滑阻的接線原則和要求，把電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，滑動變阻器一上一下接入電路．
（4）立即發(fā)光，說明開關(guān)是閉合的，發(fā)出明亮的光，說明電路中的電流較大，電阻是小的，據(jù)此可判斷所出現(xiàn)的問題；
（5）甲圖電流表指針反轉(zhuǎn)，根據(jù)電流表出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因來解題；乙圖電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，這樣讀數(shù)誤差較大，可以根據(jù)出現(xiàn)這種情況的原因來解題．
（6）電壓表與燈泡并聯(lián)，當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡的額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由公式P=UI可以求出燈泡的額定功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出電阻．

解答 解：（1）伏安法測小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)原理是：P=UI；
（2）測量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI，故為了測量小燈泡的功率，需測量小燈泡的電壓和電流，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

（3）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0-3V；電路中的最大電流為：R=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，故電流表的量程為0-0.6A；滑片P向左移時(shí)燈變亮，說明電路中電流變大，總電阻變小，如圖所示：

（4）連接電路后，燈泡立即發(fā)出明亮的光，說明開關(guān)已閉合，且電路中電阻較小，故問題為：①連線時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，不能閉合； ②滑動變阻器滑片未處于阻值最大處；
（5）甲的問題：電流表指針反轉(zhuǎn)，所以電流表正負(fù)接線柱接反；乙的問題：電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，所以電流表所選量程過大．
（6）當(dāng)故障排除后，應(yīng)先閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，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，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.4A=1W；電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω．
故答案為：（1）P=UI；（2）如上圖；（3）如上圖；（4）連線時(shí)開關(guān)未斷開，滑動變阻器滑片未處于阻值最大處；（5）電流表正負(fù)接線柱接反；電流表量程所選量程過大；（6）滑動變阻器；2.5；1；6.25．

點(diǎn)評 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電路故障分析、電表讀數(shù)、電阻和功率的計(jì)算；連接實(shí)物時(shí)注意儀表量程的選擇；對電表讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．