Question

在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)所連接的實(shí)物圖如圖所示．燈泡的額定電壓是2.5V，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“15Ω 1A“字樣．

（1）用筆畫線把電流表、電壓表正確連入電路．
（2）開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑片P放在______（填“a”或“b”）端．
（3）如果電路連接正確，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，此時(shí)電壓表示數(shù)為零，電流表有示數(shù)，其故障是______．
（4）排除故障后，小明調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖所示，此時(shí)小燈泡電阻是______Ω，小燈泡的額定功率是______w
（5）．小明做完上述試驗(yàn)后又進(jìn)一步猜想只利用一種電表和已知阻值的電阻R能否測出小燈泡的額定功率，于是他設(shè)計(jì)了如下幾種電路圖，請你幫助他判斷一下哪一種電路能測出小燈泡的額定功率并針對其中一個(gè)正確的電路說出主要測量步驟及測量的物理量（用符號(hào)表示）并用已知量和測量量寫出小燈泡的額定功率的最后表達(dá)式．

其中正確的電路是______．
說出你選擇該圖的主要測量步驟及測量的物理量（用符號(hào)表示）．
小燈泡的額定功率的最后表達(dá)式．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，把燈泡、電流表、電源串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
（2）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值，
根據(jù)滑動(dòng)變阻器的接法判斷滑片的位置；
（3）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路或燈泡之外電路存在斷路；電壓表示數(shù)為零，可能是燈泡短路，或電壓表并聯(lián)電路之外存在斷路，或者是電壓表斷路；電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡短路；
（4）燈泡電壓為額定電壓時(shí)燈泡正常發(fā)光，確定電流表的量程、最小分度值，由電流表指針位置讀出電流表示數(shù)，然后由歐姆定律求出燈泡阻值；由功率公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（5）要測出燈泡的額定功率，應(yīng)設(shè)法調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓為額定電壓、求出此時(shí)流過燈泡的電流，由功率公式P=UI求出燈泡的額定功率．
解答：解：（1）燈泡額定電壓為2.5V，電壓表應(yīng)選擇3V量程，電流表應(yīng)選擇0.6A量程，把燈泡、電流表、電源串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示；
故答案為：電路圖如圖所示．
（2）由電路圖知，滑片在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為最大阻值，因此閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在a端；
故答案為：a．
（3）閉合開關(guān)后，燈泡不亮，此時(shí)電壓表示數(shù)為零，電流表有示數(shù)，其故障是燈泡短路；
故答案為：燈泡短路．
（4）由圖知，電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.3A；燈泡的電阻R==≈8.3Ω；
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
故答案為：8.3；0.75．
（5）分析各電路圖可知，C的電路圖能測出燈泡的額定功率；
主要測量步驟及測量的物理量：
①閉合開關(guān)S₂，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，知道電壓表示數(shù)等于燈泡的額定電壓U₁=2.5V為止；
②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，斷開開關(guān)S₂，閉合開關(guān)S₁，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U₂；
③然后根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出流過燈泡的電流，然后求出燈泡的額定功率；
求燈泡的額定功率：由串聯(lián)電路特點(diǎn)知，定值電阻R兩端的電壓為U=U₂-U₁，
此時(shí)流過燈泡的電流I==，燈泡的額定功率P=U₁I=U₁×=2.5V×，
故答案為：C；2.5V×．
點(diǎn)評：本題考查了連接電路圖、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、電流表讀數(shù)、求燈泡電阻、求燈泡額定功率等問題；（5）有一定的難度，要逐一分析電路圖，判斷哪個(gè)電路圖能測出燈泡的額定功率；連接電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意電表正負(fù)接線柱不要接反．