Question

12．小明欲測(cè)量一只小燈泡的額定功率．器材如下：待測(cè)小燈泡（額定電壓為2.5V）、電源（電壓恒為6V）、電流表（0～0.6A、0～3A）、電壓表（0～3V、0～15V）、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一只，導(dǎo)線若干．

（1）如圖甲所示是小明開始時(shí)連接的電路，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)該電路存在連接錯(cuò)誤，但只需改動(dòng)一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確．請(qǐng)你在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線在原圖上畫出正確的接法．
（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是D
A．檢查燈泡是否斷路       B．檢查燈泡是否短路
C．檢查開關(guān)接觸是否良好   D．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片
（3）正確操作后，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示為0.3A，小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）小明還想換一種方法測(cè)定該小燈泡的額定功率，于是向老師要了一個(gè)R₀=10Ω的定值電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，借助原有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟一：閉合S₁，S₂與接線柱a接通，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
步驟二：再將S₂與接線柱b接通，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，此時(shí)電壓表的示數(shù)為3V；
步驟三：斷開S₁、S₂，整理器材．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出小燈泡的額定功率為多少？

Answer 1

分析 （1）原電路圖中，電流表與燈并聯(lián)了；
（2）發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)，電路電流太小，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，減小電路電阻，使電路電流變大，觀察燈是否能發(fā)光．
（3）認(rèn)清電流表小量程分度值讀數(shù)，根據(jù)_額=U_額I求燈的額定功率；
（4）由丙圖可知：閉合S₁，S₂與接線柱a接通，利用電壓表等于2.5V，可求得滑動(dòng)變阻器兩端電壓，再將S₂與接線柱b接通，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，此時(shí)電壓表的示數(shù)為3V，可知此時(shí)定值電阻兩端的電壓與接入的部分的滑動(dòng)變阻器的阻值相同，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定電功率．

解答 解：（1）燈應(yīng)與電壓表并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，故連接燈的左接線柱與電源負(fù)極的連線有誤，將上面錯(cuò)誤的導(dǎo)線
連接電源負(fù)極的線改接在變阻器金屬桿的左接線柱即可，如右所示：
（2）電流表、電壓表均有示數(shù)，說明電路不存在斷路，燈泡不發(fā)光，可能是電路電流太小，電路總電阻太大，接下來的操作是：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，故選D；
（3）電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，小燈泡的額定功率P_額=U_額I=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）閉合S₁，S₂與接線柱a接通，電壓表的示數(shù)為2.5V，由于電源電壓為6V，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_x=6V-2.5=3.5V，
再將S₂與接線柱b接通，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，此時(shí)電壓表的示數(shù)為3V，則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻與定值電阻相同，即R_x=10Ω，
小燈泡的額定電流${I_額}={I_x}=\frac{U_x}{R_x}=\frac{3.5}{10}$A=0.35A．
小燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=2.5×0.35W=0.875W．
故答案為：（1）見上圖；（2）D；
（3）0.3；0.75；
（4）小燈泡的額定功率為0.875W．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量小燈泡的額定電功率，考查電路的連接、故障的分析與判斷、等效替代法及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，綜合性較強(qiáng)，屬于壓軸題．