Question

7．如圖是幾個同學在“測量小燈泡電功率”的實驗．
（1）小明在實驗時，用的電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時燈絲電阻約為10Ω，所用滑動變阻器的最大阻值40Ω．
①請用筆畫線代替導線在圖甲中完成實物電路的連接（要求滑片P向C端滑動時，電流表示數變小）；
②小明在某次實驗中，看到電壓表示數為1.8V，要使燈泡L正常發(fā)光應向B（選填“A”或“B”）端移動滑片，同時視線應注意觀察電壓表（選填“電流表”或“電壓表”）示數，當燈正常發(fā)光時，電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.6W．
（2）小剛同學用一個學生電壓表、一個學生電流表、一個開關、一個滑動變阻器、電壓為6V的電源和額定電壓為3.8V的小燈泡，設計了如圖丙所示的電路．正確連接好電路后，閉合開關，燈泡發(fā)光，電壓表有示數，電流表示數為零，則故障可能是電流表短路．小剛把電壓表的示數調為3.8V時，讀出電流表示數，計算出小燈泡的額定功率為1.14W．小紅認為為減小實驗誤差，小剛的方法可以改進，就是將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，當電壓表的示數為2.2V時，讀出電流表示數，再計算出小燈泡的額定功率．如果你認同小紅的改進方法，就說出理由，其理由是因電壓表小量程分度值為0.1V（2.2V是分度值的整數倍），測量較準確．
（3）小麗同學也按丙電路圖連接電路，當連接最后一根導線時，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你指出實驗中操作不當之處：
①連接電路時開關收有斷開；②沒有將滑動變阻器的最大阻值連入電路中．

Answer 1

分析 （1）①由歐姆定律，求燈正常工作時的電流確定電流表選用的量程，要求滑片P向C端滑動時，電流表示數變小，確定變阻器的連接；
②燈在額定電壓下正常發(fā)光，比較電壓表示數與額定電壓的大小，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動的方向；根據圖中電流表小量程讀數，根據P=UI求燈的額定功率；
（2）燈泡發(fā)光，電壓表有示數，說明電路為通路，根據電流表示數為零確定故障；
根據電壓表的大小量程對應的分度值和測量的電壓大小，從測量的準確度考慮；
（3）為保護電路，連接電路時開關要斷開且將滑動變阻器的最大阻值連入電路中．

解答 解：（1）①小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時燈絲電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈正常工作時的電流約為：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，故電流表選用小量程，要求滑片P向C端滑動時，電流表示數變小，即電阻變大，故滑片以右電阻絲連入電路中，如下所示：

②燈在額定電壓下正常發(fā)光，1.8V小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向B移動，同時視線應注意觀察電壓表示數，直到電壓表示數為額定電壓；當燈正常發(fā)光時，電流表示數如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為為0.02A，示數為0.24A，則小燈泡的額定功率是：
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（2）正確連接好電路后，閉合開關，燈泡發(fā)光，電壓表有示數，說明電路為通路，電流表示數為零，則故障可能是電流表短路；
原來電壓表使用0-15V的量程，分度值為0.5V，而電壓表的示數為3.8V不是0.5V的整數倍，測量誤差較大；
小剛使用電壓表小量程與滑動變阻器并聯(lián)，因電壓表小量程分度值為0.1V（2.2V是分度值的整數倍），測量較準確；
（3）當連接最后一根導線時，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你指出實驗中操作不當之處：）①連接電路時開關收有斷開；②沒有將滑動變阻器的最大阻值連入電路中．
故答案為：（1）①如上所示；②B；電壓表；0.6；
（2）電流表短路；因電壓表小量程分度值為0.1V（2.2V是分度值的整數倍），測量較準確；
（3）①連接電路時開關收有斷開；②沒有將滑動變阻器的最大阻值連入電路中．

點評 本題測量小燈泡電功率，考查電路的連接、操作過程、功率的計算、故障的分析和對實驗方案的評估及實驗注意事項．