Question

9．在測定“小燈泡額定電功率”的實驗中，已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，滑動變阻器標有“20Ω  1A”字樣．

（1）實驗原理是P=UI．
（2）如圖甲是小亮同學(xué)設(shè)計的電路圖，請在圓圈中填上電表符號．
（3）請將圖乙所示的實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向右移動時小燈變亮）．
（4）在正確連接電路時，開關(guān)必須斷開，滑動變阻器的滑片應(yīng)移至C端（“C”或“D”）．
（5）實驗中，小亮同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)，移動滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終亮度不變且很暗，則故障的原因可能是將變阻器下面兩個接線柱連入電路中了．
（6）正確連接電路后，故障排除后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片到某一點，電壓表的示數(shù)如圖丙所示，為2.2V，要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向右端滑動（選填“左”或“右”）
（7）當小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖丁所示，則小燈泡的額定功率是0.6W．

Answer 1

分析 （1）測定小燈泡額定電功率的實驗原理是P=UI；
（2）根據(jù)電流表與待測電路串聯(lián)，電壓表與待測電路并聯(lián)回答；
（3）根據(jù)小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，求出燈正常工作時的電流大小確定電流表量程，并與燈串聯(lián)；根據(jù)滑動變阻器的滑片向右移動時小燈變亮，確定變阻器接線柱的連接，并與燈串聯(lián)；
（4）為保護電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，變阻器連入電路中的電阻最大；
（5）燈很暗，說明電路中電流較小，電阻較大；移動滑片燈的亮度不變，說明變阻器失去了變阻的作用，據(jù)此回答；
（6）根據(jù)圖丙中電壓表小量程讀數(shù)，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向；
（7）根據(jù)圖丁電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率．

解答 解：（1）測定“小燈泡額定電功率”的實驗原理是P=UI；
（2）上面圓圈串聯(lián)在電路中，所以應(yīng)為電流表；下面圓圈與燈泡并聯(lián)，所以應(yīng)為電壓表，如下圖左圖所示：

（3）小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，燈正常發(fā)光時的電流大小I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表表選用小量程；
因要求滑動變阻器的滑片向右移動時小燈變亮，即通過燈的電流變大，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電阻的規(guī)律，變阻器連入電路中的電阻變應(yīng)變小，即變阻器滑片以右電阻絲串聯(lián)連入電路中．如上圖的右圖所示；
（4）為保護電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，變阻器連入電路中的電阻最大，即滑片移動到C端；
（5）閉合開關(guān)，移動滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終亮度不變且很暗，說明電路中電流較小，電路中電阻較大，且變阻器失去了變阻的作用，這說明可能是將變阻器下面兩個接線柱連入電路中了；
（6）圖丙中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，因燈在額定電壓下正常工作，所以要增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，應(yīng)減小變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片向右移動，直到電壓表讀數(shù)為2.5V；
（7）當小燈泡正常發(fā)光時，即電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖丁所示，電流表選用的小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A，燈的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
故答案為：（1）P=UI；
 （2）如上圖的左圖所示；
  （3）如上圖的右圖所示；
（4）斷開；  C；
（5）將變阻器下面兩個接線柱連入電路中了；
（6）2.2；右；
（7）0.6．

點評 本題測定小燈泡額定電功率，考查實驗原理、電路的連接、實驗注意事項、常見故障的分析、電表的讀數(shù)、實驗操作過程及額定功率的計算，綜合性較強．