Question

5．小麗做測量小燈泡電功率的實驗（小燈泡標有“2.5V”字樣，電阻約10Ω）．
（1）圖甲所示是小麗連接的部分電路，請將電路連接完整．

（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)．若電路中僅有一處故障，這個故障可能是燈泡短路．
（3）實驗過程中，當電壓表的示數(shù)為2V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則電路中電流大小為0.48A，此時小燈泡的電功率為0.96W．要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向右調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”）．
（4）做完此實驗后，小麗還想測量一只阻值約為數(shù)百歐的電阻R_x的阻值，與其他同學(xué)討論后，她通過增加一電阻箱R₀（0～9999Ω 5A）、定值電阻（200Ω 2A）、單刀雙擲開關(guān)等器材，設(shè)計出了A、B兩種方案（如圖丙）．在A、B兩種方案中，方案B可以讓測量結(jié)果更準確，理由是方案B可以多次測量取平均值，減小誤差．．（電表為理想電表）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實物圖可知，滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表測量定值電阻兩端電壓，電流表測量電路電流；據(jù)此完善電路圖；
（2）閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片處于阻值最大處；在判斷故障時，若電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源能相通，若無示數(shù)，說明電壓表與電源不能相通；
（3）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)；由P=UI求小燈泡功率；要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)使小燈泡兩端電壓為額定電壓，故應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向右移動減小滑動變阻器接入電路的阻值；
（4）方案A通過R_x與R串聯(lián)，測得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關(guān)由a到b再調(diào)節(jié)電阻箱，電壓表示數(shù)與在a點相同，則可求得電阻值；方案B先后把電壓表分別放在R_x和R₀兩端測出電壓值，由串聯(lián)分壓公式可求R_x．調(diào)節(jié)電阻箱阻值，可以多次測量取平均值，以減小誤差．

解答 解：（1）電壓表測量定值電阻兩端電壓，與燈泡并聯(lián)，電流表測量電路電流，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表用0-0.6A的量程，根據(jù)題意連接如圖；

（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說明電路為通路，故障為短路；電壓表無示數(shù)，說明電壓表被短路，因此電路故障為燈泡短路；
（3）電流表量程為0～0.6A，由表知0.4+3×0.02A=0.48A；
此時小燈泡電功率：P=UI=2V×0.48A=0.96w；
要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)使小燈泡兩端電壓為額定電壓，由2V增大到2.5V，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點，應(yīng)使滑動變阻器阻值減小，故應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向右移動；
（4）方案A通過R_x與R串聯(lián)，測得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關(guān)由a到b再調(diào)節(jié)電阻箱，電壓表示數(shù)與在a點相同，則可求得電阻值；
方案B先后把電壓表分別放在R_x和R₀兩端測出電壓值，由串聯(lián)分壓公式可求R_x．調(diào)節(jié)電阻箱阻值，可以多次測量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次測量求平均值，以減小誤差．
故答案為：（1）見上圖（2）燈泡短路；（3）0.48；0.96；右；（4）B、方案B可以多次測量取平均值，減小誤差．

點評 本題考查了實物圖的連接，故障分析、滑動變阻器的正確使用，電流表的讀數(shù)，電功率計算以及特殊方法測電阻等，綜合性強是比較難的一道題．