Question

孙雯同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室有

孙雯同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器：R（50Ω 0.5A）．同学们设计的电路如图所示：（1）电压表应选用______挡；（2）如图是她实验的电路，但连接不完整，请你帮她完成电路的连接，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变亮．（3）实验电路接好后，合上开关时，她发现电路出现故障，主要有如表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因： 故 障 现 象 检 测 故 障 原 因 灯泡较暗、两表的示数均较小 移动滑动变阻器滑片，现象不变 灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数 取下灯泡，两表的示数不变 （4）排除故障后，孙雯测得的数据如表，计算小灯泡的额定功率． 实验序号 电压表示数 电流表示数 小灯亮暗程度 功率 1 2.0V 0.20A 暗 0.4W 2 2.5V 0.22A 正常发光 3 3.0V 0.28A 较亮 0.84W（5）孙雯在测量时电压表突然损坏了，请现用剩下的仪器测量出小灯泡的电功率．画出电路图，写出实验步骤和表达式．

Answer 1

（1）被测小灯泡的额定电压为2.5V，电压表应用0～3V挡；
（2）电压表选用0～3V挡，与小灯泡并联：电压表3V接线柱接灯泡右端接线柱；当滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器接入电路的电阻变小，即右下方B接线柱必须接入电路，电路图如图所示：

（3）①灯泡较暗、两表的示数均较小，移动滑动变阻器滑片，现象不变，故障原因是：滑动变阻器同时接到下面两个接线柱；
②灯泡不亮、电压表示数较大、取下灯泡，两表的示数不变说明灯泡断路；
（4）由表格可知电压表示数为U=2.5V，电流表示数为I=0.22A，灯泡正常发光，则它的额定功率P=UI=2.5V×0.22A=0.55W；
（5）实验电路设计：把滑动变阻器调到一定阻值处与灯泡串联，测出电路电流；利用电源电压已知可以求出滑动变阻器接入电路中的电阻，根据串联电路的分压特点求得小灯泡两端的电压，利用P=UI计算出小灯泡的电功率；
①电路图如下图所示：

②主要实验步骤如下：
a．按电路图所示连接好电路；
b．移动滑片P，使小灯泡正常发光，读出电流表的读数I₁；
c．用导线将小灯泡短路，读出电流表的读数I₂；
③电源电源为6V，滑动变阻器接入电路的电阻为R变＝

U总

I2

＝

6V

I2

；
滑动变阻器在b步骤中两端电压为U变＝I1R变＝I1

6V

I2

，小灯泡两端的电压为：U＝U总?U变＝6V?I1

6V

I2

＝6V

I2?I1

I2

；
则小灯泡电功率表达式为P=UI₁=6V

I1(I2?I1)

I2

；
故答案为：（1）0～3V；（2）电路图如上图所示：
（3）滑动变阻器同时接到下面两个接线柱；灯泡断路；（4）0.55W；
（5）①电路图如上图所示：
②主要实验步骤如下：
a．按电路图所示连接好电路；
b．移动滑片P，使小灯泡正常发光，读出电流表的读数I₁；
c．将小灯泡用导线短路，读出电流表的读数I₂；
③小灯泡电功率表达式为P=6V

I1(I2?I1)

I2

．