Question

在做“測定小燈泡的電功率”實驗時，選用的器材有：電壓為3V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和導(dǎo)線等．圖甲是沒有連接完的實物電路．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物電路連接完整．
（2）連好電路閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)很小，其原因可能是：①______；②______．
（3）經(jīng)適當(dāng)調(diào)整后，閉合開關(guān)，移動滑片P 到某處，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為 2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片 P 向______端滑動．
（4）通過移動滑片P，測得多組數(shù)據(jù)，繪制成U-I圖象如圖乙．據(jù)此可計算出小燈泡正常發(fā)光時，燈絲的電阻值是______Ω，滑動變阻器消耗的功率是______W（設(shè)電源電壓保持不變）．
（5）若在實驗器材中拿走電流表，補上電阻箱和單刀雙擲開關(guān)，請設(shè)計一個測量小燈泡電功率的電路圖并畫在虛線框中．

Answer 1

【答案】分析：（1）將燈泡、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意電流表量程的選擇及正負(fù)接線柱不要接反；
（2）電壓表測燈泡兩端的電壓，電壓表指針偏轉(zhuǎn)很小，示數(shù)很小，可能是電壓表量程過大或滑動變阻器阻值太大電路電流太小造成的；
（3）電壓表示數(shù)小于額定電壓，要測小燈泡的額定功率，應(yīng)移動滑動變阻器滑片使滑動變阻器接入電路阻值減小，電路電流增大，從而使燈泡電壓增大，達到額定電壓；
（4）由U-I圖象找出燈泡的額定電壓對應(yīng)的電流，由歐姆定律求出此時燈泡的電阻；根據(jù)串聯(lián)電路的特點求出此時滑動變阻器兩端的電壓，然后由P=UI求出滑動變阻器的功率；
（5）將電阻箱與小燈泡并聯(lián)，單刀雙擲開關(guān)分別與兩者相連，電壓表與小燈泡及電阻箱并聯(lián)；先把單刀雙擲開關(guān)打到小燈泡上，移動滑動變阻滑片，使電壓表示數(shù)為額定電壓值U，然后將單刀雙擲開關(guān)打到電阻箱上，滑動變阻器滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表示數(shù)等于燈泡的額定電壓值U，并記錄電阻箱示數(shù)R，則小燈泡的電阻為R；據(jù)此畫出電路圖．
解答：解：（1）將燈泡、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖甲所示；
故答案為：電路圖如圖甲所示．
（2）連好電路閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)很小，其原因可能是：
①電壓表量程太大；②滑動變阻器阻值太大；
故答案為：①電壓表量程太大；②滑動變阻器阻值太大．
（3）電壓表的示數(shù)為 2.2V，小于燈泡額定電壓2.5V，要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片 P 向右端滑動；
故答案為：右．
（4）當(dāng)燈泡電壓等于其額定電壓2.5V時，燈泡正常發(fā)光，由U-I圖象知U=2.5V所對應(yīng)的電流I=0.2A，燈絲的電阻值R===12.5Ω；由串聯(lián)電路的特點知：滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_燈=3V-2.5V=0.5V，滑動變阻器消耗的功率P=U_滑I=0.5V×0.2A=0.1W；
故答案為：12.5；0.1．
（5）將電阻箱與小燈泡并聯(lián)，單刀雙擲開關(guān)分別與兩者相連，電壓表與小燈泡及電阻箱并聯(lián)，滑動變阻器、開關(guān)串聯(lián)在電路中，電路圖如圖乙所示．
故答案為：電路圖如圖乙所示．
點評：本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、電路原因分析、求電阻、求功率、電路設(shè)計，涉及的內(nèi)容較多，是實驗的常考內(nèi)容，要掌握；解第（4）小題時，由圖象找出電壓所對應(yīng)的電流值是解題的關(guān)鍵；最后一問，在用電壓表測功率的實驗中應(yīng)用了等效替代法，要注意體會．