Question

11．小陳在進(jìn)行“測量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上提供的器材有6V蓄電池、電流表（0～0.6A，0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、滑動(dòng)變阻器（50Ω，1.5A；10Ω，2A）．額定電壓為2.5V的小燈泡（正常發(fā)光時(shí)的電阻約為7Ω），開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）小陳在實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)該選擇0～0.6A量程，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇50Ω，1.5A．
（2）請你將實(shí)物圖連接起來．
（3）小陳在實(shí)驗(yàn)中有下列操作：①讀出電流表的示數(shù)；②移動(dòng)變阻器的滑片至阻值最大處，再閉合開關(guān)；③斷開開關(guān)，連接電路；④測量并記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算小燈泡的額定功率；⑤移動(dòng)變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V．其合理的順序?yàn)棰邰冖茛佗埽?br />（4）若閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電壓表的示數(shù)為零，電流表有示數(shù)，產(chǎn)生此故障的原因可能是D、E．
A．電壓表的正、負(fù)接線柱接反了      B．小燈泡的燈絲斷了      C．小燈泡的燈座接觸不良 
D．小燈泡短路      E．電壓表短路了
（5）排除故障后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測得表中的三組數(shù)據(jù)，則小燈泡的額定功率為0.9W．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓U伏	2.0	2.5	2.8
電流I安	0.30	0.36	0.38

Answer 1

分析 （1）求出燈正常工作時(shí)的電流，確定電流表的量程；根據(jù)分壓原理確定變阻器的型號(hào)；
（2）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表的量程，注意變阻器、電表接線柱的接法；
（3）實(shí)驗(yàn)操作的順序：斷開開關(guān)→連接電路→滑片置于阻值最大值→閉合開關(guān)→移動(dòng)變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為額定電壓→記下電流表的示數(shù)→記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算小燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)歐姆定律，逐一分析各個(gè)選項(xiàng)出現(xiàn)的現(xiàn)象，符合題意的即為答案；
（5）根據(jù)額定電功率的定義，由P=UI求燈的額定功率；

解答 解：（1）燈正常發(fā)光時(shí)的電流I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{2.5V}{7Ω}$=0.36A＜0.6A，電流表選用0～0.6A量程；
要使燈正常發(fā)光，變阻器要分去U_變=6V-2.5V=3.5V的電壓，根據(jù)分壓原理有$\frac{{U}_{L}}{{U}_{滑}}=\frac{{R}_{L}}{{R}_{滑}}$，
則變阻器連入電路的阻值至少為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$×R_L=$\frac{3.5}{2.5}$×7Ω=9.8Ω；
考慮到（5）表中的數(shù)第1組數(shù)據(jù)：燈的電壓為2V；則變阻器分得的電壓為6V-2V=4V，根據(jù)分壓原理可知，此時(shí)變阻器阻值約為此時(shí)燈的阻值的2倍；
即R_滑′=2R_L=2×$\frac{{U}_{L}}{I}$=2×$\frac{2}{0.3}$Ω≈13.3Ω，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇“50Ω，1.5A”；
（2）燈的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程，電流表選用小量程，變阻器接線柱一下一上，如下圖所示：

（3）由上面的分析合理的順序?yàn)棰邰冖茛佗埽?br />（4）A、電壓表的正、負(fù)接線柱接反了，電壓表指針反向偏轉(zhuǎn)，與電壓表的示數(shù)為零不符，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；
BC、小燈泡的燈絲斷了或小燈泡的燈座接觸不良都會(huì)導(dǎo)致電壓表串聯(lián)在電路中，因電壓表內(nèi)阻很大，所以電流表示數(shù)為0，燈不發(fā)光；而電壓表示數(shù)接近電源電壓，不符合題意，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；
DE、因電壓表并聯(lián)在燈的兩端，若小燈泡短路或電壓表短路了，燈都不亮，電壓表相當(dāng)于測一根導(dǎo)線的電壓，電壓表示數(shù)為0，電流表有示數(shù)，符合題意，D、E正確；故選D、E；
（5）燈在額定電壓下的功率為額定功率，由表中數(shù)據(jù)知，當(dāng)燈的電壓為2.5V時(shí)，對應(yīng)的電流大小為0.36A，則燈的額定功率P=UI=2.5V×0.36A=0.9W．
故答案為：（1）0～0.6A；50Ω，1.5A；
（2）如上圖所示；
（3）③②⑤①④；
（4）D、E；
（5）0.9W．

點(diǎn)評 本題測測量小燈泡功率，考查器材的選擇、電路的連接、操作順序、常見故障的分析、額定功率的計(jì)算等知識(shí)，是中考的熱點(diǎn)問題，要熟練掌握．