Question

如图所示，为了测定“额定电压2.5V”的小灯泡额定功率的装置．要求：
（1）把如图甲实验电路中未连接好的部分，用笔画作导线连接好电路（灯丝电阻约为10Ω）；
（2）电路连接完成后，闭合电路的开关试触时，发现了下表中的一些不正常的现象．已知故障是由电路中某一处出现了下列选项中的某个原因造成的，请你把故障的对应原因找出来，并把选项代号填入对应的表格中．
A．灯泡短路   B．灯泡断路     C．电流表短路   D．电流表断路   E．电压表断路

顺序	电路中出现的一些不正常的现象			故障 原因
	电灯的亮灭	电流表的示数	电压表的示数
甲	灭	0A	大于3V
乙	亮	0.3A	0V
丙	灭	0.5A	0V

（3）排除故障后，闭合开关，将图中的滑动变阻器的滑片P向

右

（填“左”或“右”）滑动，使电压表读数为

2.5

V，这时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是

0.75

 W．

（4）在这个的实验中，滑动变阻器能直接起到以下作用

ABD

（多选）
A．改变电路中的电流      B．保护电路        C．改变被测小灯泡的电阻
D．改变被测小灯泡两端的电压     E．改变电源两端的电压
（5）某物理兴趣小组的同学在查阅资料时了解到，实际的电流表电阻虽然很小，但并不为零；实际的电压表电阻虽然很大，但并不是无穷大．在电路中接入电流表和电压表时它们具有分压和分流的作用．请你参考上述信息，想一想：按照上面的电路测出的电流值和电压值，算出的小灯泡电功率

大于

选填：“大于”、“等于”或“小于”）小灯泡此时的真实电功率．

Answer 1

分析：（1）根据电源的电压确定电压表的量程，且与灯泡并联；由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，据此选择电流表的量程，且串联在电路中；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中．
（2）电路故障有两类：短路和断路；电路短路时，短路部分无电压，电流大；电路断路时，断路部分无电流，电压大．
（3）闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处，闭合开关后要测灯泡的额定功率应使灯泡的两端电压为2.5V，即使电路中的电流增大、减小滑动变阻器接入电路的电阻；根据电流表的量程和分度值读出灯泡的额定电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．
（4）滑动变阻器在电路中的作用有：保护电路，改变电路电流和电压．
（5）电压表测灯泡的额定电压，电流表测通过灯泡和电压表的电流之和，根据P=UI求出灯泡的额定功率，据此判断测量功率和实际功率之间的关系．

解答：解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；灯泡的额定电流约为

2.5V

10Ω

=0.25A，所以电流表的量程为0～0.6A，且正接线柱与滑动变阻器的任意下方接线柱相连，负接线柱与开关相连，如下图所示：

（2）甲现象中灯泡不亮，无电流即电路电路而电压较大说明电压表并联的部分断路，即灯泡断路，故选B；
乙现象中灯泡亮，电流表有示数，电压表无示数说明电压表断路，故选E；
丙现象中灯泡不亮而电流很大说明灯泡短路，故选A；
故答案如下表：

顺序	电路中出现的一些不正常的现象			故障 原因
	电灯的亮灭	电流表的示数	电压表的示数
甲	灭	0A	大于3V	B
乙	亮	0.3A	0V	E
丙	灭	0.5A	0V	A

（3）闭合开关前保护电路的滑动变阻器滑片位于左端，要测灯泡的额定电压即两端的电压为2.5V，应增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路的电阻，所以滑片应向右移动；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以灯泡的额定电流为0.3A；灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）在此实验中，滑动变阻器的作用是：保护电路、改变灯泡两端的电压、改变电路中的电流，故选ABD．
（5）电压表测灯泡的实际电压，电流表测灯泡与电压表的总电流，测量值大于灯泡的实际电流，根据P=UI得，测得的功率大于灯泡的实际功率．
故答案为：（1）电路图如上图所示；
（2）如上表所示；
（3）右；2.5；0.75；
（4）ABD；
（5）大于．

点评：本题考查了实物电路图的连接、电表量程的选择、滑动变阻器的正确使用、电路故障的判断、电流表的读数、电功率的计算以及实验误差的分析等，比较全面的考查了该实验，属于难题．