Question

10．在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)選用的電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為12Ω．

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將甲圖的實(shí)物電路連接完整．（要求：滑片P向右移燈泡變亮）
（2）小明電路連接正確后，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
（3）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為2.2V，若想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向右（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．某同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W．當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時(shí)，小燈泡的電阻是10Ω．
（4）實(shí)驗(yàn)要求改變小燈泡兩端的電壓進(jìn)行多次測量，這樣做是為了測量不同電壓下小燈泡的實(shí)際功率．
（5）LED節(jié)能燈作為環(huán)保節(jié)能燈具，具有發(fā)光效率高、可靠使用壽命長，將成為下一代主流燈具產(chǎn)品．一只LED節(jié)能燈的發(fā)光亮度與此小燈泡相同時(shí)，LED燈可節(jié)約85.8%的電能，據(jù)此推算小燈泡正常發(fā)光時(shí)的亮度與0.071W的LED燈亮度相當(dāng)．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中電流表、燈泡、變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表測燈泡兩端電壓，根據(jù)滑片P向右移燈泡變亮確定變阻器的接線柱；
（2）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，不用更換燈泡，也不用檢查電路是否斷路，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；
（3）由圖乙確定電壓表量程與最小分度值，讀出電壓表示數(shù)；根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓的關(guān)系確定滑片的移動(dòng)方向，知道電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓為止；
由圖丙找出燈泡電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡的額定功率，由I=$\frac{U}{R}$計(jì)算燈泡電阻；
（4）改變小燈泡兩端的電壓，小燈泡的電功率隨著發(fā)生變化，這樣做是為了測出不同電壓下的電功率；
（5）由題意LED燈可節(jié)約85.8%的電能，據(jù)此分析答題．

解答 解：（1）測定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電流表、燈泡、變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表測燈泡兩端電壓，所以應(yīng)與燈泡并聯(lián)，根據(jù)滑片P向右移燈泡變亮，說明變阻器連入阻值減小，所以應(yīng)將變阻器的B接線柱接入電路，如圖所示：
；
（2）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；
（3）由圖乙知，電壓表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V＜2.5V，因此滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向右端移動(dòng)，減小滑動(dòng)變阻器接入電路阻值，減小分壓，增大燈泡分壓，直到電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓2.5V為止；
由圖丙可知，燈泡額定電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流是0.2A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時(shí)，通過燈泡電流為0.15A，所以小燈泡的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
（4）改變小燈泡兩端的電壓，小燈泡的電功率隨著發(fā)生變化，這樣做是為了測出不同電壓下的電功率；
（5）由題意可知：P_LED=（1-85.8%）P=（1-85.8%）×0.5W=0.071W．
故答案為：（1）見上圖；
（2）C；
（3）2.2；右；2.5；0.5；10；（4）測量不同電壓下小燈泡的實(shí)際功率；（5）0.071．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了故障判斷、實(shí)驗(yàn)電路的連接、電表讀數(shù)、求電阻、求功率等問題，對(duì)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．