Question

17．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）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）
（2）小明闭合开关后，发现电流表无示数，电压表示数超出右边范围，请你帮他判断一下故障的可能原因是B．
A．滑动变阻器P在A端    B．电灯泡断路    C．电灯泡短路  D．电压表量程选得太小
（3）小刚同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为2V，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．
（4）小丽同学移动滑片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）根据灯的额定电压确定电压表量程与灯并联，根据欧姆定律求出灯正常发光时的电流确定电流表量程与灯串联，变阻器按一上一下接入电路中；
（2）逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；
（3）根据图中电压表小量程读数；灯在额定电压下正常发光，根据串联电路电压的规律结合分压原理确定变阻器滑片移动的方向；
（4）由图3所示的I-U图象，找到灯的电压为额定电压2.5V时，通过的电流大小，根据P_L=U_LI_L求灯泡的额定功率．

解答 解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，电阻约为10Ω，灯正常发光时的电流：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表选用小量程与灯串联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：


（2）A．滑动变阻器P在A端，变阻器连入电路中的电阻为0，电压表示接近电源电压，超出右边范围，电路中电流最大为：
I_大=$\frac{{U}_{电源}}{{R}_{L}}=\frac{4.5V}{10Ω}$=0.45A，不符合题意；
B．电灯泡断路，电压表串联在电路中，因电压表内阻很大，由欧姆定律，电路中电流几乎为0，而电压表通过变阻器与电源连通，电压表示数接近电源电压4.5V，电压表示数超出右边范围，符合题意；
C．若电灯泡短路，则电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；
D．若电压表量程选得太小，电路中电流不会为0，不符合题意．
故选B；
（3）移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示），图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器的连入电路中的电阻大小，即将图1中滑片P向A端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）由图3所示的I-U图象可知，灯的电压为额定电压2.5V时，通过的电流为0.2A，小灯泡的额定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；
故答案为：（1）如上所示；
（2）B；
（3）2； A；
（4）0.5．

点评 本题测定“小灯泡电功率”，考查电路的连接、常见现象的分析、操作过程及额定功率的计算．