Question

14．在“测量小灯泡额定电功率”的实验中，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电源由两节新的干电池串联而成．请你解答下列问题：

（1）请将如图（甲）所示的实验电路补充完整，要求：滑片向左移动时，灯泡变暗；
（2）闭合开关前，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关后，若发现小灯泡不亮，并且电压表和电流表的示数均较小，这是由于跟滑动变阻器的阻值相比，小灯泡的电阻值太小 （选填“太大”或“太小”）的缘故；
（3）移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图（乙）所示为0.32A，则小灯泡的额定功率为0.8W；
（4）再调节滑动变阻器滑片的位置使小灯泡的亮度变暗，这时小灯泡的实际功率比额定功率小 （选填“大”或“小”）；
（5）小明做完实验后发现电路中的电流表坏了，他利用剩余的器材和老师又给的开关S₁和S₂、阻值为R₀的定值电阻、导线若干，仍能测出灯泡的额定功率，请将你设计的电路图画到图丙方框中．

Answer 1

分析 （1）本实验中电流表、灯泡、变阻器应串联，根据滑片向左移动时，灯泡变暗确定变阻器的接线柱；
（2）灯泡不亮、电流表的示数很小，都是由于电路中的电流过小；电源电压是一定的，电流小是因为电阻过大，小灯泡的电阻约为定值，那就是因为滑动变阻器的电阻过大；
（3）读取电流表的示数时先要认清量程和分度值；小灯泡的电功率可以根据P=UI来进行计算；
（4）灯泡亮度由其实际功率决定，由此分析；
（5）要测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压等于额定电压，将灯与定值电阻串联，根据定值电阻两端的电压和电阻计算出电路中的电流，从而根据P=UI得出小灯泡的电功率的表达式．

解答 解：
（1）测量小灯泡额定电功率的实验中，电流表、灯泡、变阻器应串联，由乙图可知电流表使用0-0.6A量程，滑片向左移动时，灯泡变暗，说明电流变小，则左移变阻器连入阻值变大，所以应将B接线柱接入电路．如图所示：
；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，这是因为通过小灯泡的电流过小了，电路中的电流小就是因为电路中的电阻过大（因为电源电压是一定的），小灯泡的电阻几乎为一定值，所以是滑动变阻器的电阻过大了；
（3）观察电流表的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，小灯泡正常发光时电压是2.5V，此时电流表的示数是0.32A，
小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）灯泡亮度由其实际功率决定，灯泡实际功率越小，灯泡越暗，所以这时小灯泡的实际功率比额定功率小；
（5）有电压表可利用电压表测灯泡电压，调节滑片使灯泡正常发光，没有电流表，可借助串联电路特点，通过测R₀电压求得电路中此时的电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率．电路图如图下图所示：
．
故答案为：
（1）见上图；（2）太小；（3）2.5、0.32、0.8；（4）小；（5）见上图．

点评 此题考查了小灯泡的额定功率的测量实验，涉及到电流表的读数、电功率的计算、以及缺少电流表时测量电功率的方法，本题的难点是缺少电流表时电功率的测量的实验设计，掌握测量电功率的实验原理和串联电路的特点是解题的关键．