Question

在“测定小灯泡功率”的实验中，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：
A．电源E（电压为6V）           B．电流表A（0～0.6A，0～3A）
C．电压表V（0～3V，0～15V）    D．滑动变阻器R₁（10Ω，0.3A）
E．滑动变阻器R2（50Ω，0.5A）    F．开关S，导线若干

（1）在检查仪器时，发现电流表未接入电路时指针如图甲所示，则应对电流表进行

 

．实验应该选用的滑动变阻器的规格是

 

（选填器材代号“D”、“E”）．
（2）图乙是未连接好的电路，请在图上用笔画线代替导线连接好电路．
（3）电路正确连接后，闭合开关，小灯泡不发光，电流表有示数，电压表几乎没有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡

 

．
（4）排除故障后，调节滑动变阻器滑片到某一位置，电压表的示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为

 

V．移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是

 

W．I-U图象不是直线的原因是

 

．
（5）实验中若不慎将电压表和电流表互换了位置，则小灯泡将

 

（填“不亮”、“很亮”、“正常发光”或“烧毁”）．

Answer 1

分析：（1）实验前，要看电表的指针是否指零刻度，不在零刻度要进行调零．
选择滑动变阻器的规格，要从电路需要滑动变阻器的最大电阻和电路通过的最大电流考虑：
滑动变阻器的最大阻值要稍大于电路需要滑动变阻器的最大阻值．
滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流．
（2）将电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，选择合适的量程；
（3）小灯泡几乎不发光，可能是断路或短路，断路两端电压约等于电源电压；短路两端电压为零，根据电流表和电压表的情况判断出具体情况；
（4）电流表和电压表读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数．
在图象上找到灯泡2.5V下的电流，根据P=UI计算额定功率．
灯丝的电阻受温度影响很大，随温度的升高而增大；
（5）若将电压表串联在电路中，则情况类似于断路，电压表示数约等于电源电压，小灯泡将不发光，电路中几乎无电流．

解答：解：（1）由图甲知，在测量前电流表的指针未指零，则应对电流表进行调零．
灯泡正常工作时电流为I_L=

U

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A．
测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，
滑动变阻器电压为：U'=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑动变阻器电阻为：R'=

U′

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω．
滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻，“10Ω  0.5A”电阻太小，“50Ω  0.5A”的滑动变阻器电阻和电流都合适，应选择E．
（2）电压表与灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V，可选择0～3V的量程；
电流表与灯泡串联，由（1）知，电路中的电流大约为0.25A，所以可选择0～0.6A的量程，电路如图所示：
；
（3）闭合开关，小灯泡不发光，电流表有示数，电压表几乎没有示数，说明灯泡两端无电压，可能是小灯泡短路；
（4）电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，由图知，其示数为1.8V；
由图象知，灯泡在2.5V下的电流为0.25A，
所以P_额=U_额I_额=2.5V×0.25A=0.625W．
图线不是直线，说明灯丝的电阻发生了变化，是由于灯丝的电压增大，温度升高，电阻增大．
（5）将电压表和电流表互换了位置，电压表串联在电路中，相当于断路，则小灯泡将不亮．
故答案为：（1）校零；E；（2）见上图；（3）短路；（4）1.8；0.625；小灯泡的电阻随着温度的变化而变化；（5）不亮．

点评：本题的重点、难点在于电压表、电流表量程的选择和滑动变阻器规格的选择：
电压表的量程由灯泡的额定电压来判断；
电流表的量程由灯泡的额定电流大约值来判断；                      
滑动变阻器要考虑滑动变阻器的电阻和电流，滑动变阻器的电阻在电路是否够用，但又不能太大；滑动变阻器允许通过的电流大于电路最大电流．