Question

6．如图所示，使用如图甲所示的实验器材来测定小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压2.5伏．

（1）画出实验电路图．
（2）把图甲中所有的实验器材连接起来，构成实验电路（注意：a．连线不得交叉，b．使用滑动变阻器要求把A、D接线柱连入电路）．
（3）电流表用0～0.6A挡，电压表使用0～3V挡，电键闭合后，它们的指针如图乙所示，可知道通过小灯泡的电流为0.28A，它两端的电压为2V，此时灯泡消耗的功率为0.56W，其电阻值为7.14Ω．为了使小灯泡正常发光，滑动变阻器的滑动触头应向右方向移动，它的额定功率为0.875W（小灯泡电阻不变）．

Answer 1

分析 （1）伏安法测灯泡的功率，电压表与灯泡并联测电压，电流表与灯泡串联测电流，滑动变阻器串联在电路中，根据各元件的连接方式，画出电路图；
（2）根据电路图画实物图，从电源正极开始，依次串联各元件，最后把电压表并联在灯泡两端，连接过程中，注意电压表、电流表的量程，正负接线柱，注意滑动变阻器选择一上一下与电路图中接入的部分对应；
（3）电压表和电流表的读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少，知道灯泡的电压和电流，根据P=UI计算功率，根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻；
灯泡两端的电压为2V，要使灯泡正常工作，灯泡要在2.5V电压下工作，应增大灯泡中的电流，减小电路的总电阻，减小滑动变阻器连入电路的阻值，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算额定功率．

解答 解：（1）测定小灯泡的电功率，开关控制电路，串联在电路中，电流表与灯泡串联，滑动变阻器串联在电路中起保护作用，电压表并联在灯泡两端，根据各元件的连接方法，画出电路如下图：

（2）小灯泡的额定电压2.5V，则电压表选择0～3V量程，电流表选择0～0.6A量程；
根据电路图画实物图，从电源的正极出发，按照电流的方向，依次串联灯泡、滑动变阻器、电流表、开关到电源的负极，电压表并联在灯泡两端，实物图连接如下图：
（3）电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.28A；
电压表使用的0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为2V；
小灯泡消耗的电功率为P=UI=2V×0.28A=0.56W；
小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.28A}$≈7.14Ω；
电压表测量灯泡电压，灯泡两端的电压从2V增大到2.5V，电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的阻值减小，滑动变阻器接入右半段，滑片向右移动，使灯泡两端的电压为2.5V；
小灯泡正常发光，小灯泡两端电压等于额定电压2.5V，P_额=U_额I_额=$\frac{{U}_{额}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{7.14Ω}$=0.875W．
故答案为：（1）如上图所示；（2）如上图所示；（3）0.28A；2V；0.56W；7.14Ω；右；0.875W．

点评 本题考查了设计电路图，根据电路图连接实物图，电流表和电压表的读数，功率和电阻的计算等，掌握电功率计算公式和其变形公式是解题的关键．