Question

12．小科和同學(xué)們?cè)凇疤骄侩娏髋c電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用的器材有：三節(jié)新干電池，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的電阻各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器一個(gè)，電流衣使用0～0.6A的量程，電壓表使用0～3V的量程，開關(guān)和導(dǎo)線若干．請(qǐng)你和他一起完成下列實(shí)驗(yàn)：

（1）小科選用器材時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖甲所示，他應(yīng)該校零；
（2）小科在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，控制定值電阻兩端的電壓為2V不變，當(dāng)小科用20Ω的定值電阻替換了15Ω的定值電阻后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)都無(wú)法降低到2V，原因是滑動(dòng)變阻器的最大阻值太�。�
（3）小科在實(shí)驗(yàn)時(shí)，用額定電壓為“2.5V”的小燈泡L₁替換定值電阻，想測(cè)量L₁的額定功率，可是不慎電壓表掉在地上摔壞了，老師又給他提供了一個(gè)標(biāo)有“2.5V　　1.25W”的小燈泡L₂和兩個(gè)開關(guān)S₁、S₂，讓他設(shè)計(jì)測(cè)量方案，他靈機(jī)一動(dòng)，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖，同樣完成了實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你將下列實(shí)驗(yàn)過(guò)程補(bǔ)充完整；
①開關(guān)S、S₂閉合，斷開S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為0.5A；
②開關(guān)S、S₁閉合，斷開S₂，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，記錄電流表的示數(shù)為I；　　　
③小燈泡L₁額定功率的表達(dá)式P_額=2.5V×（I-0.5A）．

Answer 1

分析 （1）電流表使用前應(yīng)先觀察指針是否指到0刻度線，否則應(yīng)校零；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路中電阻越大分得的電壓越大，分析電壓表的示數(shù)無(wú)法降低到2V的原因；
（3）由電路圖可知，開關(guān)S、S₂閉合，斷開S₁時(shí)，兩燈泡并聯(lián)后與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)L₂的電流，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使通過(guò)燈泡L₂的電流等于額定電流時(shí)并聯(lián)部分的電壓為2.5V；保持滑片的位置不變，閉合開關(guān)S、S₁閉合，斷開S₂時(shí)，兩燈泡仍并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)L₁的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡L₁額定功率．

解答 解：（1）使用圖甲中所示的電流表時(shí)應(yīng)先調(diào)零；
（2）因串聯(lián)電路中，電阻越大分得的電壓越大，所以，電壓表的示數(shù)無(wú)法降低到2V的原因是滑動(dòng)變阻器的最大阻值太��；
（3）由電路圖可知：
①當(dāng)開關(guān)S、S₂閉合，斷開S₁時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$$\frac{1.25W}{2.5V}$═0.5A，此時(shí)并聯(lián)部分的電壓為2.5V；
②保持滑片的位置不變，閉合開關(guān)S、S₁，斷開S₂時(shí)，兩燈泡仍并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流I；
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過(guò)L₁的電流：I₁=I-I₂=I-0.5A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，L₁額定功率：P_額=UI₁=2.5V×（I-0.5A）．
故答案為：（1）校零；（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值太�。唬�3）①0.5；③2.5V×（I-0.5A）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)和測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，明白圖丙電路圖的工作原理是關(guān)鍵．