Question

12．有一組同學(xué)用伏安法測(cè)量小燈泡電功率，實(shí)驗(yàn)桌上有電池組、電流表（0-0.6A，0-3A）、電壓表（0-3V，0-15V）、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、2.5V的小燈泡各一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干．

（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖1并把實(shí)物圖補(bǔ)充完整．
（2）實(shí)驗(yàn)中電壓表選0-3V量程，電流表選0-0.6A量程．
（3）滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用：①保護(hù)電路②改變燈泡兩端的電壓．
（4）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖2所示，則小燈泡的額定功率為0.75W．通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：小燈泡實(shí)際功率越大，小燈泡越亮．
（5）本實(shí)驗(yàn)和測(cè)量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)有哪些異同測(cè)量的物理量相同，即都需測(cè)量燈泡兩端電壓和燈絲中電流；實(shí)驗(yàn)的原理不同：伏安法測(cè)電阻原理：R=$\frac{U}{I}$，測(cè)電功率原理：P=UI（各寫(xiě)出一條即可）．
（6）實(shí)驗(yàn)中常會(huì)有下列問(wèn)題，請(qǐng)你說(shuō)明原因：
①閉合開(kāi)關(guān)，電流表指針?lè)聪蚱�轉(zhuǎn)電流表正負(fù)接線(xiàn)柱接反了．
②電壓表指針偏過(guò)最大刻度線(xiàn)滑動(dòng)變阻器阻值太�。�
③燈很暗，不論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，燈泡的亮度都不變滑動(dòng)變阻器沒(méi)接成“一上一下”的接線(xiàn)柱．

Answer 1

分析 （1）按照開(kāi)關(guān)、電流表、被測(cè)燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)來(lái)設(shè)計(jì)；
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓可判斷電壓表的量程，由于滑動(dòng)變阻器的串聯(lián)，電流表的量程可適當(dāng)選擇小量程．
（3）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，當(dāng)處于最大阻值時(shí)，可以使電路中的電流處于最小值，從而起到對(duì)所有元件的保護(hù)作用，并且移動(dòng)滑片可以通過(guò)改變電路中的電阻，而改變通過(guò)燈泡的電流，從而改變燈泡兩端的電壓．
（4）電流表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少，從而知道燈泡的額定電壓和電流值，利用P=UI可求燈泡的額電功率．
（5）從實(shí)驗(yàn)原理、所測(cè)物理量以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意的問(wèn)題分析；
（6）本電路中故障判斷、電表異常情況的分析，應(yīng)從電表的是否正確使用方法，和滑動(dòng)變阻器的正確接法上分析．

解答 解：（1）電壓表與燈泡并聯(lián)，小燈泡額定電壓為2.5V，選擇0～3V量程，電流表和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，電流表選擇0～0.6A量程；設(shè)計(jì)電路圖如圖：

（2）因?yàn)闊襞莸念~定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0-3V，由于滑動(dòng)變阻器的串聯(lián)在電路中，電流表的量程可選擇小量程為0-0.6A．
（3）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器處于最大阻值，則閉合開(kāi)關(guān)后，可以使電路中的電流處于最小值，從而對(duì)所有用電元件起到保護(hù)作用，并且移動(dòng)滑片可以通過(guò)改變電路中的電阻，而改變通過(guò)燈泡的電流，從而改變燈泡兩端的電壓，可以進(jìn)行多次測(cè)量．
（4）電流表選擇0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.3A，燈泡的實(shí)際電壓為2.5V，則P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．燈泡的亮度關(guān)鍵是看燈泡所在電路的實(shí)際電壓的大小，實(shí)際電壓大實(shí)際功率就大，燈泡就亮，實(shí)際電壓小，實(shí)際功率就小，燈泡就暗；
（5）測(cè)燈泡功率和測(cè)燈泡燈絲電阻實(shí)驗(yàn)所需測(cè)量的物理量相同，即都需測(cè)量燈泡兩端電壓和燈絲中電流；實(shí)驗(yàn)的原理不同：伏安法測(cè)電阻原理：R=$\frac{U}{I}$，測(cè)電功率原理：P=UI；
（6）①電流表指針?lè)聪蚱�轉(zhuǎn)，表明電流表流入的電流方向不對(duì)，即電流表正負(fù)接線(xiàn)柱接反了．
②電壓表指針偏過(guò)最大刻度值，表明超出電壓表的量程，所以可能是電壓表量程選的太小或滑動(dòng)變阻器阻值太小或電源電壓太大
③不論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，燈泡的亮度不變．說(shuō)明滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)沒(méi)有起到改變電路中電阻的作用，是一種無(wú)效的接法，即滑動(dòng)變阻器沒(méi)接成“一上一下”（或滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)）．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）0-3V；0-0.6A；（3）保護(hù)電路；改變燈泡兩端的電壓；（4）0.75；亮；（5）測(cè)量的物理量相同，即都需測(cè)量燈泡兩端電壓和燈絲中電流；實(shí)驗(yàn)的原理不同：伏安法測(cè)電阻原理：R=$\frac{U}{I}$，測(cè)電功率原理：P=UI；（6）①電流表正負(fù)接線(xiàn)柱接反了；②滑動(dòng)變阻器阻值太�。虎刍瑒�(dòng)變阻器沒(méi)接成“一上一下”的接線(xiàn)柱．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器的使用，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，電流表讀數(shù)和電阻的計(jì)算等，這些都是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中最基本的知識(shí)和技能，一定要掌握．