Question

在測定“小燈泡額定電功率”的實驗中，已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，滑動變阻器標有“20Ω  1A”字樣．如圖是小亮同學沒有連接完的實物電路．
（1）請將實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向右移動時小燈變亮）．
（2）實驗中，小亮同學連接好電路后，閉合開關，移動滑片，發現小燈泡始終不亮，且電壓表有示數，電流表無示數，則故障的原因可能是

燈泡二接線柱之間斷路

．
（3）故障排除后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到某一點，電壓表的示數如圖所示，為

2.2

V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向

右

端滑動（選填“左”或“右”）．
（4）當小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖所示，則小燈泡的額定功率是

0.6

W．
（5）若電源電壓約為6V左右，電流表已損壞，再增加一個開關和一個已知電阻R，利用現有器材測出小燈泡的額定功率（電路只連一次，并考慮燈絲電阻受溫度影響）．根據要求在虛線框內畫出合適的電路圖．

Answer 1

分析：（1）根據歐姆定律求出燈泡的額定電流確定電流表的量程且與燈泡串聯，連接時注意正負接線柱的連接；滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，電流表無示數說明電路斷路，電壓表有示數說明電壓表并聯的部分斷路．
（3）由燈泡燈泡的額定電壓可知電壓表的量程并讀出其大小，為使電壓增加為2.5V，電阻的分壓特點可知滑動變阻器接入電路電阻的變化，進一步確定滑片的移動方向．
（4）根據電流表的量程和分度值讀出燈泡的額定電流，利用P=UI求出額定功率．
（5）沒有電流表，利用電壓表和定值電阻，一般設計成串聯電路；先用電壓表測出電源的電壓，再調節滑動變阻器使燈泡正常工作時，測出定值電阻兩端的電壓，根據歐姆定律求出通過定值電阻的電流，即為通過燈泡的額定電流，根據P=UI即可求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則燈泡的額定電流為

2.5V

10Ω

=0.25A＜0.6A，所以電流表選0～0.6A的量程，且與燈泡串聯，注意電流從正接線柱流入負接線柱流出；滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中．連接如下圖所示：

（2）燈泡不亮、電流表無示數說明電路斷路，電壓表有示數說明燈泡二接線柱之間斷路．
（3）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，燈泡兩端的電壓為2.2V，為測額定功率，燈兩端電壓應為2.5V，根據串聯電路電阻的分壓特點可知滑動變阻器分得的電壓減小，接入電路的電阻減小，應向右移動滑片．
（4）當燈泡兩端的電壓為2.5V時，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以通過燈泡的電流為0.24A，
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（5）定值電阻R、燈泡L、滑動變阻器串聯，電壓表和開關的連接如圖所示：
閉合開關S₁、斷開S₂，調節滑動變阻器使電壓表的示數為2.5V；
然后保持滑動變阻器接入電路的阻值不變，閉合開關S₂，斷開S₁，測出定值電阻兩端的電壓；
根據歐姆定律和串聯電路的特點求出電路中的電流，即為燈泡的額定電流，利用P=UI求出燈泡的額定功率．

故答案為：（1）連接如上圖所示；（2）燈泡二接線柱之間斷路；（3）2.2；右；（4）0.6；（5）如上圖所示．

點評：本題考查了電流表量程的選擇和連接以及讀數、電壓表的讀數、滑動變阻器的連接和使用、電路故障的判斷等，這些知識點是伏安法測功率中最常見的內容，也是常考的內容；難點是無電流表時利用串聯電路的特點測燈泡額定功率電路圖的設計．