Question

19．小華測(cè)量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)，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(shí)電壓表就有讀數(shù)．請(qǐng)?jiān)谶@根導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線，將其改正．
（2）實(shí)驗(yàn)中測(cè)出小燈泡在U=2.0V時(shí)的功率后，要測(cè)量其額定功率，應(yīng)向右（左/右）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片．當(dāng)電壓表示數(shù)達(dá)到額定電壓時(shí)，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(cè)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(shí)驗(yàn)時(shí)某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表損壞，他們想設(shè)計(jì)一個(gè)不用電流表測(cè)定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)．于是向老師要了一個(gè)阻值為R₀的定值電阻（阻值適當(dāng)）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)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)，順利完成了實(shí)驗(yàn)．
①連接好實(shí)驗(yàn)電路，閉合開關(guān)S₁，將開關(guān)S₂撥到觸點(diǎn)1（選填1、2），移動(dòng)滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V；②再將開關(guān)S₂撥到觸點(diǎn)2（選填1、2），保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)為U₁
③寫出燈泡額定功率的表達(dá)式P_額=$\frac{2.5V×（{U}_{1}-2.5V）}{{R}_{0}}$（用已知量和所測(cè)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(cè)燈泡兩端電壓；
（2）測(cè)額定功率，要讓燈泡兩端電壓達(dá)到額定電壓，需增大燈泡兩端電壓，減小滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，由此根據(jù)分壓原理判斷滑片的移動(dòng)方向；
由圖丙電流表讀出其示數(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(shí)驗(yàn)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(cè)出此時(shí)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(jì)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(cuò)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)，修改后的電路圖如圖所示：
；
（2）電壓表示數(shù)為2V，小于燈泡額定電壓，為測(cè)燈泡額定功率，需增大燈泡兩端電壓，減小滑動(dòng)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(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V；
由圖丙所示電流表可知，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(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將先將電源拆除，確保電路不會(huì)形成通路；
（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(diǎn)2，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
②再測(cè)定值電阻兩端的電壓，將開關(guān)S₂撥到觸點(diǎn)1，保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)U₁，則定值電阻兩端的電壓為U₁-2.5V；
③電路中的電流I=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$；則燈泡額定功率的表達(dá)式為P_額=2.5V×I=$\frac{2.5V×（{U}_{1}-2.5V）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）電壓；見上圖；（2）右；0.26；0.65；（3）電源；（4）①1；電壓表示數(shù)為2.5V；②2；③$\frac{2.5V×（{U}_{1}-2.5V）}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量小燈泡的額定功率，考查電路的連接、操作過程、功率的計(jì)算，特殊方法測(cè)量功率是中考的熱點(diǎn)問題．