Question

11．在“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)選用的小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為8Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω．
（1）為順利完成實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電壓為4.5V和6V的兩電池組可供選擇，則A．
A．只能選擇4.5V的電池組
B．只能選擇6V的電池組    
C．兩電池組均可選用
（2）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，按照?qǐng)D甲所示的電路圖，將圖乙中的實(shí)物電路連接完整，要求：閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大．

（3）電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)．接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是C．
A．更換小燈泡               
B．檢查電路是否斷路
C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（4）移動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示，其值為0.28A，小燈泡的額定功率為0.7W．
（5）在測(cè)量過程中，小明不慎將電流表損壞，于是他向?qū)嶒?yàn)室借了一個(gè)l0?的定值電阻R和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，他設(shè)計(jì)了如下電路圖．

請(qǐng)你根據(jù)電路圖分析，小明能否測(cè)出小燈泡的能否測(cè)出小燈泡額定功率？
答：不能，原因：電源電壓過低，燈泡不能正常發(fā)光．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律，求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，然后選擇電源；
（2）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，根據(jù)圖甲所示電路圖連接實(shí)物電路圖；
（3）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，說明電路是通路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，分析電阻過大的原因，然后進(jìn)行下一步操作；
（4）根據(jù)圖丙所示電流表確定電流表分度值，讀出電流表示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡額定功率；
（5）由圖可知：沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于2.5V，然后測(cè)出此時(shí)定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定電功率．再從電源電壓上驗(yàn)證．

解答 解：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓：U_滑=IR_滑最大=0.3125A×10Ω=3.125V，電源最大電壓U=U_L+U_滑最大=2.5V+3.125V=5.625V＜6V，要順利完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選擇4.5V的電源；
（2）燈泡額定電壓為2.5V，電壓表應(yīng)選0～3V量程，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為0.31A，電流表應(yīng)選0～0.6A量程，把電流表、燈泡、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，實(shí)物連接如圖所示：
；
（3）閉合開關(guān)后，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，燈泡沒壞，也不是斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，下一步操作：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，即應(yīng)進(jìn)行C項(xiàng)操作；
（4）電流表量程為0～0.6A，由圖丙所示電流表可知其分度值為0.02A，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.28A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
（5）由分析，根據(jù)電路圖，要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)閉合開關(guān)S₁、S₂接2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)應(yīng)為2.5V，此時(shí)燈泡和R₀兩端的電壓：U=U_L+U₀=2.5V+0.28A×10Ω=5.3V，而電源電壓是4.5V，所以不能測(cè)出燈泡的額定功率．
故答案為：（1）A；（2）見上圖；（3）C；（4）0.28；0.7；（5）不能；電源電壓過低，燈泡不能正常發(fā)光．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電源的選擇、連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)操作、電流表讀數(shù)、求燈泡額定功率以及特殊方法測(cè)電阻，連接實(shí)物電路圖時(shí)，注意電表量程的選擇，注意電表正負(fù)接線柱不要接反．最后一問：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是本題的難點(diǎn)，知道實(shí)驗(yàn)原理、應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題．