Question

在学习了电功率知识后，老师要求学生们小组合作测量额定电压是小灯泡电功率的实验，张华所在的小组进行了以下实验

(1)为顺利完成实验，张华设计了伏安法测小灯泡电功率的电路图，请你帮助张华把电路图画到图甲所在的方框中

（____）

(2)小明根据张华设计的电路图连接好实物图，开关闭合后，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡发光较亮且亮度一直保持不变，张华一看就说你的连接有错，你觉得小明在连接电路的过程中出现了什么错误？ _____

(3)小明在得到张华的提示后把故障排除，然后调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为_____A，小灯泡此时的电功率为_____W，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的阻值调_____（填“大或“小”）直到电压表示数为_____V为止。

(4)移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表及对应电压表的示数，并画出图丙所示的1-U图像，从图像可算出小灯泡的额定功率为_____W。

(5)继续调节滑动变阻器的过程中，小灯泡突然熄灭，导致电压表示数骤增，电流表却无示数，则电路中出现的故障是_____。

(6)实验顺利结束后，老师重新给出了要求，不用电压表测额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图所示，请将下列实验步骤补充完整，并计算小灯泡的额定功率（电源电压恒定且未知，滑动变阻器的最大阻值为）

①将滑动变阻器的电阻调到最大，开关、闭合，读出电流表的示数为0.2A，就可以直接求出电源电压为_____V

②开关闭合，断开，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为_____A时，小灯泡正常发光：然后闭合，滑动变阻器的滑片_____（填“向左调”、“向右调、“保持不变”），此时电流表的示数恰好为0.4A，由此可以求出此时联入电路的滑动变阻器的电阻为_____Ω

③小灯泡的额定功率P_额=_____W

Answer

滑动变阻器连接了上面两个接线线柱 0.22 0.44 小 2.5 0.625 小灯泡断路 6 0.3 保持不变 15 0.45

【解析】

(1)[1]

(2)[2] 无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡发光较亮且亮度一直保持不变，说明滑动变阻器连接了上边两个接线柱

(3)[3]由图乙可知通过小灯泡的电流为0.22A

[4]小灯泡此时的电功率为：

[5]如果要小灯泡两端电压变大，应减小滑动变阻器两端电压， 根据串联分压的特点，应减小滑动变阻器的阻值

[6]直到灯泡两端电压为为止

(4)[7]由丙图可知，当灯泡两端电压为时，通过灯泡的电流，小灯泡的额定功率：

(5)[8] 电流表没有示数，说明电路中没有电流，是断路，电压表示数增大说明电压表所测的用电器断路，即小灯泡断路

(6)[9]滑动变阻器的电阻调到最大，开关、闭合时，滑动变阻器全部连入电路即此时阻值 ，灯泡被短接，只有滑动变阻器连入电路，此时滑动变阻器两端电压等于电源电压所以电源电压

[10] 开关闭合，断开，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为时灯泡正常发光

[11] 然后闭合，滑动变阻器的滑片保持不变

[12] 此时联入电路的滑动变阻器的电阻为：

[13]当灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压：

所以灯泡两端的额定电压：

所以灯的额定功率：