Question

3．在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．他们所设计的实验电路如图1所示．

（1）在连接电路时，开关应处于断开状态，电流表的量程应选0～0.6A．
（2）请你用笔画线代替导线，将实物电路补充完整．（导线不能交叉）
（3）闭合开关前，图1中滑动变阻器的滑片P应位于B（选填“A”或“B”）端．
（4）小明同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图2所示为2.0V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（5）小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图3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0.5W．

Answer 1

分析 （1）为保护电路，连接电路时开关应断开；根据灯泡额定电压与灯泡电阻求出灯泡正常发光时的电流，根据该电流确定电流表的量程；
（2）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，滑动变阻器、灯泡、电流表、开关串联接入电路，电压表并联在灯泡两端；
连线时注意滑动变阻器的接法，注意电压表与电流表正负接线柱不要接反；
（3）为保护电路，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，根据滑动变阻器在电路中的连接方式确定滑片的位置；
（4）由图2确定电压表的量程与最小分度值，根据电压表指针位置读出电压表示数；
根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系及滑动变阻器的接法判断滑片的移动方向；
（5）由图3找出灯泡额定电压对应的电流，然后由公式P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：（1）在连接电路时，开关应处于断开状态；
灯泡正常发光时的电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，则电流表应选0～0.6A量程；
（2）灯泡额定电压是2.5V，则电压表选3V量程，电流表选0.6A量程；
滑动变阻器、灯泡、电流表、开关串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示：

（3）由实物电路图知，当滑动变阻器滑片在B端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，因此闭合开关前，图1中滑动变阻器的滑片P应位于B端；
（4）由图2知：电压表量程是3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2V；
电压表示数小于灯泡额定电压，要测小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，应使滑动变阻器接入电路的阻值减小，由实物电路图知，滑片应向A端移动，知道电压表示数为2.5V为止；
（5）由图3中的I-U图象知：灯泡额定电压U=2.5V对应的电流I=0.2A，
灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：（1）断开；0～0.6A；（3）B；（4）2.0；A；2.5；（5）0.5．

点评 1、本题考查了实验的注意事项、电表量程的选择、连接实物电路图、电压表读数、求灯泡功率等问题，这是电学实验的常考内容，要掌握；
2、连接实物图时应注意：①电压表、电流表的正负极不要接反．②注意电压表、电流表的量程不要接错．
③滑动变阻器的分压与限流接法，滑片移动时阻值的变化应符合题意要求．④作图要美观，连线不要交叉；
3、对电表读数时，应先确定电表的量程与最小分度值，再根据指针位置读出电表示数，读数时视线应与刻度线垂直．