Question

15．刘星在进行“测量小电灯的功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器（50Ω、1.5A）、额定电压为2.5V的小电灯（正常发光时的电阻约为7Ω）、开关各一个，导线若干．
（1）在实验中电流表应该选择0～0.6A 的量程，电压表应该选择0～3V 的量程．

次数	电压/V	电流/A
1	1.5	0.17
2	2.0	0.18
3	2.5	1.00
4	3.0	0.23

（2）他连接的实物电路如所示，闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到C（填“C”或“D”）端．
（3）闭合开关后，发现灯泡始终不发光，电流表的示数为零，电压表的指针迅速越过最右侧的刻度线，产生此故障的原因可能是下列情况中的B或C．（填序号）
A．小电灯短路        B．小电灯的灯丝断了      C．小电灯的灯座接触不良
D．电压表的正、负接线柱接反     E．变阻器滑片放在了最小阻值处
（4）排除故障后，调节滑动变阻器测得如表所示的四组数据．表中有一个明显的错误数据，请找出错误数据1.00；分析产生的原因：读错了量程．
（5）小超发现，由表中数据计算可知：小电灯亮度不同时灯丝的电阻不相等．你认为造成这种结果的原因是灯丝电阻受温度影响．灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω．
（6）调节滑片P的位置，使电灯正常发光，这时灯泡的额定功率是0.5W．
（7）小强同学在实验中连接好电路的最后一根导线，灯泡接着发出耀眼的光，你认为小强在连接电路时所犯的错误是连接电路时没有断开开关和滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处．
（8）小华在连接好电路开始实验时发现，开关闭合后电流表电压表均有示数，可小灯泡不亮，小华应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程．
（2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，根据电路图确定滑片的位置．
（3）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数超过3V，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为0），只能是开路．
（4）根据实验数据与其它数据的差别可知，读数时，电流表的量程读取错误；
（5）灯丝电阻随温度的升高而增大；
（6）根据公式P=UI计算出灯泡的额定功率；
（7）连接好最后一根导线还没闭合开关灯泡就发光，说明开关在连接电路之前是闭合的，灯泡立即发出明亮耀眼的光说明电路电流很大，故滑动变阻器的阻值没有调到最大阻值处．
（8）电路电阻太大，电路电流很小，灯泡实际功率很小时，灯泡不发光，可以移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，看灯泡是否发光．

解答 解：（1）灯泡的额定电压是2.5V，则电压表选0～3V量程，
灯泡正常发光时的电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{7Ω}$≈0.36A，则电流表选0～0.6A量程．
（2）由实物图可知，当滑片在C端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，因此闭合开关前滑片应移到C端．
（3）闭合开关后，发现灯泡始终不发光，电流表的示数为零，说明电路出现了断路；电压表的示数超过3V，说明电压表的两个接线柱与电源的正负极是接通的，故产生此故障的原因是电压表两接线柱之间的电路断路，B、C选项正确．
（4）由数据知，第3次实验，电流表的示数明显增大，可知该次数据错误，根据与其它电流值关系，大约5倍关系，可能是电流表量程读取错误；
（5）灯丝的电阻随温度的升高而增大，小灯泡的亮度不同时，灯丝的温度不同，造成其电阻不同；电流表的量程为0-0.6A，电流表的示数为0.2A；由表格中数据知，灯泡中正常发光时的电阻应为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（6）灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（7）连好电路，没闭合开关灯泡就发光，说明开关之前是闭合的，这是错误操作．灯泡发出耀眼的光，说明电流很大，这是滑动变阻器没有调到最大阻值造成的，这也是不允许的．
（8）闭合开关后，电流表、电压表均有示数，灯泡不亮可能是由于电路电阻太大，电路电流太小，灯泡实际功率太小造成的，可以移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光．
故答案为：（1）0～0.6A；0～3V；（2）C；（3）B；C；（4）1.00；读错了量程；（5）灯丝电阻受温度影响；12.5Ω；（6）0.5；（7）连接电路时没有断开开关；滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处；（8）移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光．

点评 本题考查了测电功率实验时电表量程的选择、实物电路的连接、额定功率的计算、电路故障的判断、灯泡电阻与温度的关系等；只有当灯泡两端的实际电压等于其额定电压时，灯泡才会正常发光，额定功率等于其实际功率．