Question

8．为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，问：
（1）请根据如图所示器材，连接实物电路；
（2）当按电路图连接实物电路时，开关应断开；在闭合开关前要把滑动变阻器的滑片P移到阻值最大的位置；
（3）为了迅速准确地测定额定电压时的额定功率，至少要两节干电池，用滑动变阻器调节小灯泡两端的电压，电压表应和小灯泡并联，为了提高测量的准确程度，最好选用0～3V的量程，闭合开关后发现小灯泡两端的电压只有2V，这时滑动变阻器的滑片户应向B端移动，使电压表的示数为2.5V，若此时电流表的示数为0.2A，则该灯泡的额定功率为0.5W；
（4）实验证实了当小灯泡两端的实际电压大于额定电压时，灯的实际电功率大于额定电功率，灯变亮；当灯的实际电压小于额定电压时，灯的实际电功率小于额定电功率，灯变暗；当实际电压等于额定电压时，灯的实际电功率等于额定电功率，此时灯能（选填“能”或“不能”）正常发光．当小灯泡两端的实际电压为1.5V时，电流表的示数为0.12A，小灯泡的实际电功率为0.18；
（5）实际中如果电流表有读数，而电压表没有读数，毛病可能出在哪里？电压表断路．
（6）如果电压表有读数，电流表没有读数，毛病又可能出在哪里？电阻R断路．
（7）实验中，滑动变阻器的作用是一是保护电路；二是改变灯泡两端电压．
（8）若在实验中电流表、电压表都正常工作且都有示数，灯泡能发光，滑动变阻器也能正常工作，但无论怎样调节动滑动变阻器，电压表示数都低于2.5V，则原因可能是电源老化（只写出一条即可）．

Answer 1

分析 （1）要测量灯泡额定电压，需要利用电流表测量通过灯泡的电流，用电压表测量灯泡两端电压；由电路图可见，小灯泡和滑动变阻器组成串联电路，电压表与小灯泡并联，测量的是灯泡两端的电压，电流表串联在电路里，测量的是电路中的电流．
（2）为保护电路，连接电路时，开关应断开，同时将滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，然后闭合开关；
（3）电源电压不得低于灯泡的额定电压；
要测量小灯泡的额定功率，通过滑动变阻器调节使小灯泡两端的电压等于额定电压，测出此时的电流，则P=UI计算出灯泡的额定功率；
（4）小灯泡的亮度随它两端电压的增大而变亮，灯泡越亮灯泡的功率越大；
（5）电流表有示数，则电路中未出现断路，电压表无示数，可能是因为电阻短路或电压表断路；
（6）电流表无读数，则电路发生断路，电压表有示数，则与电压表并联的电路断路；
（7）滑动变阻器的作用：一是保护电路；二是改变电路中的电流或改变灯泡两端电压；
（8）无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数都达不到额定电压，说明电源电压太低了，需要更换了．

解答 解：（1）已知灯泡的额定电压为2.5V，因此电压表选择0～3V的量程；根据（3）小题可知，灯泡的额定电流为0.2A，因此电流表量程选择0～0.6A；
从电源正极依次串联开关、灯泡、电流表以及滑动变阻器回到电源负极，电压表并联在灯泡两端，据此画出电路图，并连接实物图；如下图所示：

（2）连接电路时，开关处于断开状态；
闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（3）已知灯泡的额定电压为2.5V，而一节干电池电压为1.5V，因此至少需要两节干电池；
实验中用滑动变阻器调节小灯泡两端的电压，电压表应和小灯泡并联，为了提高测量的准确性，最好选用0～3V的量程．
闭合开关后发现小灯泡两端的电压只有2V，这时滑动变阻器的滑片应向B端移动，使电压表的示数为2.5V；此时电流表的示数为0.2A；
则灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（4）实验验证当小灯泡两端的电压大于额定电压时，灯泡的实际功率大于于额定功率，灯泡变亮；当灯泡两端的电压小于额定电压时，灯泡的实际功率小于额定功率，灯泡变暗；当灯泡两端的电压等于额定电压时，灯泡的实际功率等于额定功率，灯泡正常发光．
当小灯泡两端的实际电压为1.5V时，电流表的示数为0.12A，小灯泡的实际电功率：P′=U′I′=1.5V×0.12A=0.18W；
（5）电流表有读数，则电路无断路，电压表无读数，可能是因为电阻R短路或电压表断路；
（6）电流表无读数，电路断路，电压表有读数，则与电压表并联的电阻断路，所以毛病可能是电阻断路；
（7）实验中，滑动变阻器的作用：一是保护电路；二是改变灯泡两端电压．
（8）无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都低于2.5V，说明电源电压不足2.5V，需要提高电源电压；说明电源老化（或电源电压不够、电池旧了、电池内阻过大、线路上电压损失太多等）．
故答案为：（1）见上图；（2）断开；阻值最大；（3）两；滑动变阻器；灯泡；0～3；B；2.5；0.5；（4）大；亮；小；暗；等；能；0.18W；（5）电阻R短路（或电压表断路）；（6）电阻R断路；（7）一是保护电路；二是改变灯泡两端电压；（8）电源老化（或电源电压不够、电池旧了、电池内阻过大、线路上电压损失太多等）．

点评 此题是测量小灯泡的额定功率实验，考查了电路图的设计、实物图的连接、实验注意事项、滑动变阻器的作用、额定功率的计算、决定灯泡明暗程度的因素以及故障的判断，属于基础性问题．