Question

小亮同学在测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。实验器材有：额定电压为2.5V的小灯泡L（正常工作时电阻约为10Ω）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1A）、开关、电源（电压恒定）各一个，导线若干。

(1)该实验的原理是_____；

(2)如图所示是小亮同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电流变小；

（______）

(3)请你为实验需要测量和计算的物理量，设计一个实验数据记录表格；

（______）

(4)闭合开关，闭合开关小亮同学发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡一直不发光，电流表、电压表的示数不发生变化，造成该故障的可能原因是_____；

(5)排除故障，小亮同学通过实验测出了小灯泡的额定功率。同桌的小明同学想利用该实验器材自己重新实验，却发现电压表已损坏。请你用现有器材，添加一个电流表和一个阻值已知且为R₀的定值电阻，帮助他设计电路，测量小灯泡的额定功率，并在下面的虚线框画出你设计的电路图。

（______）

Answer

P=UI

次数

电压U/V

电流I/A

电功率P/W

1

2

3

小灯泡断路

【解析】

(1)[1]伏安法测小灯泡的额定功率的原理是：P=UI。

(2)[2]将滑动变阻器串联到电路中，滑动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变小，电阻变大，滑动变阻器接下面左边的接线柱，一上一下连接一上接线柱即可，小灯泡正常工作时电阻约为10Ω，小灯泡的额定电压为2.5V，电路中的电流约为

I===0.25A

故电流表、电压表均选用小量程，如图所示：

(3)[3]电功率的测量是一种间接测量方法，需测量出导体两端的电压与此时对应的电流，然后求出灯泡的电功率。根据一个物理量占据一列，每一次实验占据一行的原则去设计表格。直接测量的物理量由：电压、电流、电阻共三个物理量。做三次实验。故设计表格见下表：

次数

电压U/V

电流I/A

电功率P/W

1

2

3

(4)[4]电流表无示数，可能是电路出现了断路；电压表示数有示数，说明电压表两接线柱与电源间是通路，电压表接近电源电压，所以故障可能是小灯泡断路了。

(5)[5]要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用，故将R与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表A2的示数为I=时，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光，记录此时电流表A1的示数，即灯正常发光时的电流，根据P=UI求出额定功率。电路图如图所示：