Question

4．小華測量小燈泡功率的實驗，所用小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）小華連接的電路如圖甲所示，其中有一根導(dǎo)線連接不規(guī)范，導(dǎo)致開關(guān)沒有閉合時電壓表就有讀數(shù)．請在這根導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線，將其改正．
（2）實驗中測出小燈泡在U=2.0V時的功率后，要測量其額定功率，應(yīng)向右（選填“左”或“右”）移動滑動變阻器的滑片．當電壓表示數(shù)達到額定電壓時，電流表示數(shù)如圖乙所示，其值為0.26A，則小燈泡的額定功率為0.65W．
（3）測量結(jié)束后，應(yīng)斷開開關(guān)，先拆除電源兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線．
（4）實驗時某小組學生發(fā)現(xiàn)電流表損壞，他們想設(shè)計一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實驗．于是向老師要了一個阻值為R₀的定值電阻（阻值適當）和一個單刀雙擲開關(guān)，借助原有的實驗器材，設(shè)計了如圖丙所示的實驗，順利完成了實驗．
①簡述實驗步驟：a、閉合S₁，S₂接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；
b、保持滑動變阻器滑片位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)U₁；（用相應(yīng)的字母表示測出的物理量）．
②寫出燈泡額定功率的表達式P_額=2.5V×$\frac{{U}_{1}-2.5V}{{R}_{0}}$（用已知量和測量量表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)乙圖可知電壓表的連接不規(guī)范，電壓表應(yīng)直接測燈泡兩端電壓；
（2）測額定功率，要讓燈泡兩端電壓達到額定電壓，需增大燈泡兩端電壓，減小滑動變阻器兩端的電壓，由此根據(jù)分壓原理判斷滑片的移動方向；
由圖乙電流表讀出其示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡額定功率；
（3）電源兩極不可以直接用導(dǎo)線連接；實驗結(jié)束后，應(yīng)將先拆除電源，然后再拆除其余導(dǎo)線；
（4）在沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于2.5V，然后測出此時定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定電功率．

解答 解：（1）由圖乙所示電路圖可知，電壓表連線錯誤，電壓表與電源兩極相連接，在閉合開關(guān)前，電壓表有示數(shù)，修改后的實物電路如圖所示：

（2）電壓表示數(shù)為2V，小于燈泡額定電壓，為測燈泡額定功率，需增大燈泡兩端電壓，減小滑動變阻器兩端的電壓，由串聯(lián)電路的分壓原理，由圖應(yīng)向右移動滑片，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V；
由圖乙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.26A，
燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（3）實驗結(jié)束后，應(yīng)將先將電源拆除，確保電源不會形成短路；
（4）①首先使燈泡兩端的電壓為2.5V，使其正常發(fā)光，所以閉合開關(guān)S_l，將S₂撥到觸點1，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V；再測定值電阻兩端的電壓，將開關(guān)S₂撥到觸點2，保持滑片的位置不動，燈泡與定值電阻串聯(lián)，讀出電壓表的示數(shù)U₁，則定值電阻兩端的電壓為U₀=U₁-2.5V；
電路中的電流I=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{1}-2.5V}{{R}_{0}}$；
②燈泡額定功率的表達式為P_額=U_額I=2.5V×$\frac{{U}_{1}-2.5V}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）電壓；見上圖；
（2）右；0.26；0.65；
（3）電源；
（4）①a、閉合S₁，S₂接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；
b、保持滑動變阻器滑片位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)U₁；
②2.5V×$\frac{{U}_{1}-2.5V}{{R}_{0}}$．

點評 本題測量小燈泡的額定功率，考查電路的連接、操作過程、功率的計算，特殊方法測量功率是中考的熱點問題．