Question

15．在“測(cè)量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣．
（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖甲中的實(shí)物圖連接完整．
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)至左（選填“左”或“右”）端．閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零，燈泡不亮，電流表有示數(shù)，則原因可能是；燈泡短路．

（3）故障排除后，為了測(cè)出小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則通過(guò)小燈泡的電流為0.3A，小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）實(shí)驗(yàn)后，某小組同學(xué)又想利用這些器材測(cè)量另一個(gè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，但是只能看到燈泡上標(biāo)有“1.8W”的字樣，他通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)繪制出了如圖丙所示的U-I圖象，根據(jù)圖象可知，小燈泡的額定電壓為3V，它正常發(fā)光時(shí)的電阻為5Ω．
（5）圖丁所示電路中（R阻值已知），無(wú)電壓表也能測(cè)出該燈泡額定功率的是C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，使燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，注意滑動(dòng)變阻器按一上一下原則接線；
（2）為保護(hù)電路安全，連接電路時(shí)要斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片要置于最大阻值處；
電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；燈泡不亮，電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的燈泡被短路；
（3）額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，根據(jù)電流表的量程和分度值得出示數(shù)，利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）分析圖象，根據(jù)P=UI=1.8W得出電壓和電流對(duì)應(yīng)的一組數(shù)據(jù)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓和電流值分別是額定電壓和額定電流；并根據(jù)歐姆定律的變形公式求出燈泡的阻值；
（5）伏安法測(cè)功率的原理是P=UI，已知小燈泡的額定電壓，則需要測(cè)出燈泡正常發(fā)生時(shí)通過(guò)的電流，分析各電路圖，看所給電路能不能測(cè)出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，然后判斷是否能測(cè)出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）已知燈泡的額定電壓為2.5V，因此電壓表的量程選擇0～3V；使燈泡的右接線柱與滑動(dòng)變阻器的左上接線柱相連，電壓表的3V接線柱與燈泡的由接線柱相連，如下圖所示：

（2）為保護(hù)電路安全，閉合開(kāi)關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片要置于最大阻值處，故將滑片放在最左端；
電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；燈泡不亮，電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的燈泡被短路；
（3）要測(cè)燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓，即2.5V；
根據(jù)圖乙而看著，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A；
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由圖丙和P=UI可知，當(dāng)電壓為3V時(shí)，電流為0.6A，此時(shí)的功率為1.8W，因此燈泡的額定電壓為3V，額定電流為0.6A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω；
（5）根據(jù)已知電阻和燈泡的額定電壓計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時(shí)通過(guò)R的電流；
ABD、無(wú)論三個(gè)開(kāi)關(guān)如何組合，都無(wú)法確定燈泡是否正常發(fā)光，故ABD不能測(cè)量燈泡的額度功率，故ABD不符合題意；
C、當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，燈泡和R并聯(lián)，電流表測(cè)量通過(guò)R的電流，移動(dòng)滑片使得電流表的示數(shù)I_R=$\frac{{U}_{額}}{R}$；
當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合時(shí)，燈和R并聯(lián)，電流表測(cè)量干路電流I，則通過(guò)燈的電流I_L=I-I_R，則R_L=$\frac{{U}_{額}}{I-{I}_{R}}$．
根據(jù)P=I²R即可求出燈泡的額定功率，故C可以測(cè)量燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，故C符合題意．
故答案為：（2）左；燈泡短路；（3）2.5；0.3；0.75；（4）3；5；（5）C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物圖的連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、故障分析、電流表讀出、功率的計(jì)算、歐姆定律的應(yīng)用以及額定功率的測(cè)量等問(wèn)題，分析電路圖，判斷能不能測(cè)出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流是解題的關(guān)鍵；分析開(kāi)關(guān)閉合與斷開(kāi)時(shí)電路的連接情況，綜合性較強(qiáng)，難度較大．