Question

在用“伏安法”测量小灯泡的功率实验中（如图所示），使用下列器材进行实验：

A．电流表一个（量程0～0.6A，0～3A）；  B．电压表一个（量程0～3V，0～15V）；

C．串联的新干电池三节（4.5V）；　　　 D．待测小灯泡额定电压2.5V，电阻约8Ω；

E．滑动变阻器一个；　　　　　         F．开关一个；导线若干。则：

（1）该实验依据的原理是___________ （用课本中的字母表示）；

（2）根据题意在甲图虚线方框内画出所需要的实验电路图（其中部分已画好）。

（__________）

（3）根据题意，请用笔代替导线，将乙图中的实物电路连接完整（导线不能交叉）。

（__________）

（4）小明连接完电路，闭合开关前，检查电路时发现电压表指针如图丙图所示，则其原因可能是________________________。

（5）小明排除故障后，闭合开关，滑动变阻滑片P移到某处时，电压表示数如图丁所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片P向_______端（选填：“左”或“右”）移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图戊所示，则小灯泡的额定功率为______W。

（6）小明进行了4次实验，并将数据及现象记录在表中。分析表中信息，并计算出该实验所选用滑动变阻器的最大阻值至少为_________Ω.

次数	电压/V	电流/A	实际功率/W	灯泡亮度
1	0.5	0.10	0.05	不亮
2	1.5	0.20	0.30	较暗
3	2.0	0.25	0.50	较亮
4	2.5			正常发光

（7）小聪利用上述实验器材测量该小灯泡“2.5V”额定功率时，发现所用电压表已损坏。他向老师借用了一个已知阻值的定值电阻R₀，设计了如图所示的电路。请根据电路图，补充完成下面的主要测量步骤：

①闭合开关S和S₁，断开S₂，调节滑动变阻器使电流表的示数为________，并记录电流表示数。

②断开开关S₁，闭合开关S和S₂，保持滑动变阻器滑片不动，读出电流表示数为I。

③则灯泡的额定功率为：P_额＝_________。（用已知量和实验中所测物理量的字母表示）

Answer

P=UI 电压表没有调零 左 0.75 40 2.5V×（I-）

【解析】

(1)][1]用“伏安法”测量小灯泡的功率的原理是电功率的公式P=UI；

(2)[2]电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑动变阻器与灯泡串联，如图所示：

(3)[3]待测小灯泡额定电压2.5V，电压表的量程选择0-3V，电阻约8Ω，通过灯泡的电流

IL==0.3125A，

电流表的量程选择0-0.6A，电压表和灯泡并联，电流表串联在电路中，滑动变阻器一上一下连接，如图所示：

(4)[4]闭合开关前，发现电压表指针如图丙，指针偏向零刻度线的左侧，原因是电压表没有调零；

(5)[5]由图丁可知，电压表的量程选择0-3V，分度值是0.1V，电压表的示数是1.8V，小于灯泡的额定电压，为使灯正常发光，应增加灯两端的电压，减小变阻器的电压，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻减小，滑动变阻器的滑片向左移动；

[6]电流表示数如图戊所示，电流表选择小量程，分度值是0.02A，电流表的示数是0.3A，小灯泡的额定功率

P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W；

(6)[7]由表中第1次数据根据串联电路的规律和欧姆定律，变阻器的电阻为：

R滑==40Ω；

所以滑动变阻器的最大阻值至少是40Ω；

(7)①[8]闭合开关S和S1，断开S2，此时灯泡和定值电阻R0并联，电流表测通过R0的电流，若灯泡正常发光，则由并联电路的电压特点可知，R0的电压也为2.5V，此时通过R0的电流为，需要调节滑动变阻器使电流表的示数为

I1=；

②断开开关S1，闭合开关S和S2，灯泡和定值电阻R0仍然并联，保持变阻器的滑片位置不变，记录此时电流表的示数为I；

③[9]在步骤②中，电流表测定值电阻和灯的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律可知灯的额定电流为

I额=I-I1= I-，

则灯的额定功率：

P额=U额I额=2.5V×（I-）。