Question

在做“測量小燈泡的額定功率”的實驗時，小剛同學連接的實物電路如圖1所示．其中小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率小于1W．

（1）同組的小明同學在檢查線路時，發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯誤．請你在圖1中用“×”標出這根錯接的導線，并畫出改接后的導線（不能與其他導線交叉）．
（2）小明小組的同學在連接好電路后，閉合開關發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，于是舉手要求老師更換燈泡，老師到他們的實驗桌前看了一眼，就立刻微笑著告訴他們，他們的電路連接是正確的，而且燈泡也完好，他們很奇怪，問老師：“您連手都沒動，怎么就知道我們的電路連接完好而且燈泡正常呢？”你知道老師是如何做出上述判斷的嗎？______，小明實驗小組燈泡不亮的原因是______．
（3）排除故障后，再閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V，則小剛的下一步操作應為______．
（4）若小燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)如圖2所示，則小燈泡的額定功率為______W．

Answer 1

【答案】分析：（1）確定錯接的導線的位置，前提是明確“測量小燈泡的額定功率”實驗中小燈泡和滑動變阻器的連接關系，以及電壓表和電流表的位置；
（2）小燈泡不亮的原因有兩個：沒有電流通過，雖有電流通過，但太小；是否有電流可以由電流表、電壓表指針是否偏轉確定；燈泡的亮度決定于燈泡的實際功率；
（3）測量小燈泡的額定功率，必須使燈泡兩端電壓為額定電壓；
（4）讀取電流表示數(shù)時，要明確電流表選擇的量程和對應的分度值；已知額定電壓和額定電流，利用公式P=UI就可以計算額定功率．
解答：解：
（1）由原實物圖可以看出，小燈泡與電流表并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在了電路中．要使小燈泡與電流表串聯(lián)，必須將滑動變阻器與小燈泡連接的導線斷開；同時在小燈泡右側接線柱和開關右側接線柱之間連接一條導線．
（2）如果小燈泡斷路，電路中沒有電流，電流表示數(shù)為零；如果小燈泡短路，電路中有電流，但電壓表示數(shù)為零；題目中電流表、電壓表指針正常偏轉，不屬于這兩種情況，所以小燈泡是完好的．
燈泡是完好的，但不發(fā)光，是實際功率太小．由公式P=I²R知，燈絲電阻不變時，實際功率太小的原因是：通過燈泡的電流太小．而燈泡所在電路電流太小，是由于滑動變阻器滑片位于最大阻值處．
（3）小燈泡的額定電壓為2.5V，而實際電壓為2V，低于額定電壓，所以應該調節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓達到2.5V．
（4）由圖2知，電流表選擇的是0～0.6A量程，小燈泡正常發(fā)光時的電流為I=0.3A．
所以小燈泡的額定功率為P_額=U_額I_額=2.5V×0.3A=0.75W
故答案為：
（1）實物連接如右圖

（2）根據(jù)電流表和電壓表指針正常偏轉；
滑動變阻器滑片置于阻值最大處，導致電流太小，燈泡實際功率太小；
（3）調節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；
（4）0.75W．
點評：在原來的實物圖中確定連接錯誤的導線，是一個難點，如果不能迅速找出來，可以采取這樣的方法：各元件位置關系不變，自己另外畫一個實物連接圖，將自己畫的實物圖與原題實物圖進行對比，錯誤的地方就呈現(xiàn)出來了．