Question

2．某實驗小組用伏安法測量小燈泡的電功率，待測小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，完成如圖甲實物電路的連接．（要求：連線不得交叉，電壓表量程要正確）

（2）檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)S，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動．產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是小燈泡斷路（或燈泡壞了或燈座處接觸不良）．
（3）故障排除后進行實驗，通過移動滑片記錄了多組數(shù)據(jù)，并作出了如圖乙所示的I-U圖象．據(jù)圖可知小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）現(xiàn)將該小燈泡與一個10Ω的定值電阻串聯(lián)后接入電壓為3V的電源兩端，此時小燈泡的實際功率是0.2W．

Answer 1

分析 （1）待測小燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程，并注意正負接線柱的接法；
（2）電流表指針幾乎不動，電路中無電流，則為斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的之外部分一定完好，據(jù)此確定故障所在；
（3）根據(jù)額定功率的定義，找出額定電壓下的電流，根據(jù)P_額=U_額I計算額定電功率的大小；
（4）小燈泡的電阻隨電壓（溫度）的變化而變化，不是一個定值，所以，根據(jù)串聯(lián)電路電流和電壓的特點，由圖乙找出符合條件的燈對應(yīng)的電壓和電流值．

解答 解：（1）待測小燈泡的額定電壓為2.5V＜3.0V，電壓表選用小量程，將電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端，如右圖所示；
（2）電路中無電流，則為斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的之外部分一定完好，說明與電壓表并聯(lián)的燈泡所在支路斷路而導(dǎo)致電壓表串聯(lián)在電路中了，可能的原因是小燈泡斷路（或小燈泡壞了或燈座處接觸不良）；
（3）由圖乙知，燈額定電壓2.5V對應(yīng)的電流為0.3A，所以其額定功率P_額=U_額I=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由圖乙知，只有當燈電壓U_燈=1.0V，對應(yīng)的電流I=0.2A時，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點，通過定值電阻的電流大小等于0.2A，此時定值電阻的電壓U_定=IR=0.2A×10Ω=2V，又根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，燈和定值電阻的總電壓U=U_燈+U_定=1V+2V=3V剛好為電源電壓．
所以，此時小燈泡的實際功率P_實=U_燈×I=1V×0.2A=0.2W．
故答案為：（1）如右上圖所示；
（2）小燈泡斷路（或小燈泡壞了或燈座處接觸不良）；
（3）0.75；
（4）0.2．

點評 本題用伏安法測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、常見故障的分析、燈的額定功率及實際功率的計算．特別是最后一問，易把燈正常發(fā)光時的電阻當成其實際電阻與定值電阻串聯(lián)求總電阻，是本題的易錯點和難點．