Question

2．在做测量“小灯泡的额定功率”实验时，所用器材有：电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W），滑动变阻器（50Ω 1A）以及符合实验要求的电表、开关和导线，如图甲是没有连接完整的电路．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整．
（2）连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是灯泡断路（或灯座断路）（写出一种即可）．
（3）改正电路后移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率时，应将滑片P向B（或右）端移动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.5W．
（4）利用该电路他那就电流跟电阻的关系时，将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终如图丙所示，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）根据灯的额定电压确定电压表的量程，电压表并联在灯的两端；求出灯正常工作时的电流确定电流表的量程，电流表串联在电路中；
（2）小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路断路或电路的总电阻很大；电压表有示数，说明电压表与电源连通，据此判断可能的故障；
（3）比较电压表示数与额定电压的大小，根据分压原理确定滑片移动的方向；由图示电流表确定电流表的量程与分度值，读出电流表的示数，灯泡在额定电压下的功率为额定功率，由电功率公式P_额=U_额I_额求出灯泡额定功率；
（4）先根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数；在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电阻两端的电压为2V不变，根据分压原理，结合滑动变阻器的最大阻值解答；

解答 解：（1）灯的额定电压为2.5V，所以电压表选用小量程，将电压表并联在灯的两端；灯正常工作时的电流小于I=$\frac{P}{U}=\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，所以电流表选用小量程；如下图所示：

（2）连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路断路或电路的总电阻很大；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则故障可能是灯泡断路或灯座断路而导致电压表串联在电路中；
（3）电压表示数小于灯的额定电压，要使灯正常发光，就要增大灯的电压减小变阻器的电压，根据分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，所以滑片向右或B移动；
由图示电流表可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.2A，
灯泡额定功率P_额=U_额I_额=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）根据实物图和图丙可知，电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V；
在探究电流跟电阻的关系的实验中，应保持电阻两端的电压为2V不变，则根据串联电路电压的特点，变阻器应分去6V-2V=4V的电压，根据分压原理，变阻器连入电路中的阻值为$\frac{4V}{2V}$×R_定=2R_定，因变阻器的最大阻值为50Ω，所以定值电阻的最大值不能超过25Ω．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）小灯泡断路；
（3）B或右；
（4）25．

点评 本题测灯的电功率，考查电路的连接、常见故障的分析、操作过程、控制变量法及对实验器材规格的要求，最后一问是本题的难点．