Question

15．在测定小灯泡功率的实验中：

（1）除了待测灯泡外，选用了电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线若干，要完成该实验还必须有电源．
（2）在框内画出用上述器材组成的实验电路图，并标出电表的“+”、“-”接线极．
（3）在实验接线时电键处于断开状态，滑动变阻器的滑片P的位置如图l所示，如果要求滑动变阻器接入电路后，不移动滑片P，就可以直接闭合电键，则必须将B和C或D接线柱接入电路．
（4）已知小灯泡的额定电压是2.5伏，闭合电键后，小灯泡两端电压为2伏，调节滑动变阻器时，应注意观察电压表示数直到电压表示数为2.5V为止．
（5）当小灯泡正常发光时，电流表示数图2所示，为0.3安，则待测小灯泡的功率为0.75瓦．
（6）实验中某同学连接好电路，闭合电键后电压表示数为2.0伏，电流表示数为0.16安，他调节滑动变阻器的滑片P，在调节过程中发现电压表和电流表示数始终不变，产生上述现象的原因是滑动变阻器同时接下面两个接线柱．
（7）实验中另一位同学连接的电路闭合后，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表的指针虽有偏转但不变化，而电压表的示数则始终等于电源电压值，产生上述现象的原因是灯泡断路．
（8）实验中有一位同学在闭合电键后调节滑动变阻器，发现电压表示数减小，灯泡变亮；电压表示数增大，灯泡变暗，产生上述现象的原因是电压表并联在滑动变阻器两端．

Answer 1

分析 （1）伏安法测灯泡功率的实验原理是P=UI，实验需要测出电压与电流，需要改变电路中的电流，进行多次测量，据此分析实验需要的器材；
（2）用伏安法测灯泡功率，需用电压表与电阻并联测出电压，电流表与电阻串联测出电流，由P=UI可以求出功率．
（3）为保护电路，连接电路时应断开开关，闭合开关前滑片应置于阻值最大处．
（4）实验时眼睛要注意观察电压表示数，当电压表示数等于灯泡额定电压时灯泡正常发光．
（5）由图示电流表确定其量程与分度值，读出其示数，然后由P=UI求出灯泡功率．
（6）（7）（8）伏安法测灯泡功率，电压表应与灯泡并联，滑动变阻器应接一上一下两个接线柱，常见电路故障有断路与短路两种，根据电路现象分析答题．

解答 解：（1）应用伏安法测灯泡功率实验，除：待测灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和导线若干外，要完成该实验还必须有电源．
（2）伏安法测灯泡电功率实验，需要把电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电流从电压表和电流表的正极流入，负极流出，电路图如图所示：

（3）为保护电路，在实验接线时，电键应处于断开状态；
闭合开关前滑片应置于阻值最大处，由图l所示滑动变阻器可知，如果要求滑动变阻器接入电路后，不移动滑片P，就可以直接闭合电键，则必须将B和C或D接线柱接入电路．
（4）已知小灯泡的额定电压是2.5伏，闭合电键后，小灯泡两端电压为2伏，调节滑动变阻器时，应注意观察电压表示数直到电压表示数为2.5V为止．
（5）由图2所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为：0.3安，则待测小灯泡的功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（6）闭合电键，电压表示数为2.0伏，电流表示数为0.16安，电路不存在断路，调节滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表示数始终不变，说明滑动变阻器不能改变电路电阻，可能是由于滑动变阻器同时接下面两个接线柱造成的．
（7）连接的电路闭合后，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表的指针虽有偏转但不变化，而电压表的示数则始终等于电源电压值，电压表直接测电源电压，产生上述现象的原因是灯泡断路造成的．
（8）滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路电流增大，灯泡实际功率增大，灯泡变亮，灯泡两端电压变大，滑动变阻器两端电压变小，如果电压表示数减小，灯泡变亮，电压表示数增大，灯泡变暗，则电压表并联在滑动变阻器两端．
故答案为：（1）电源；（2）如图所示；（3）断开；B；C或D；（4）电压表示数；电压表示数为2.5V；（5）0.3；0.75；（6）滑动变阻器同时接下面两个接线柱；（7）灯泡断路；（8）电压表并联在滑动变阻器两端．

点评 此题是用伏安法测未知电阻的实验，考查了实验电路图的画法，电流表、电压表量程的选择，同时考查了滑动变阻器所允许的最小值，这些都是电学实验中的难点，在分析过程中涉及到了串联电路电流、电压、电阻的关系，同时用到了欧姆定律的计算公式，涉及面比较广泛．