Question

6．如圖1所示為測定額定電壓為U₀=2.5V小燈泡額定功率的連線圖（其中滑動變阻器和電壓表沒有接好）．

（1）請你按照閉合開關時，滑片P位于最右端的要求，將變阻器和電壓表接入電路．
（2）若實驗過程中電壓表的示數為2.2V，為了測量小燈泡的額定功率，滑片P應向B端滑動．（填“A”或“B”）
（3）當電壓表示數為2.5V時，電流表示數如圖2所示，電流為0.32A，則燈泡的額定功率為0.8W．
（4）小明同學在實驗室時發(fā)現電壓表已損壞，他利用了一個阻值已知阻值的定值電阻R₀組成了如圖3所示電路．也測出了小燈泡L的額定功率．
①寫出主要步驟及所測物理量（用字母表示）：
A：將開關S與1相連，調節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電流表示數I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；
B：保持滑動變阻器滑片P的位置不變，開關S與b相連，記下電流表示數I₂；
②小燈泡額定功率表達式P=U₀（I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$）．

Answer 1

分析 （1）根據小燈泡的額定電壓選擇電壓表的量程；電壓表要并聯(lián)在電路中，滑動變阻器按“一上一下”接入電路；
（2）根據串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，若實驗過程中電壓表的示數為2.2V，為了增大小燈泡兩端的電壓，就應減小滑動變阻器兩端的電壓，故將滑片向阻值減小的方向移動；
（3）根據圖2所示，電流表所選的量程和其分度值，根據指針所指位置即可讀出此時的電流，再利用P=UI即可計算出燈泡的額定功率；
（4）當S接1位置時，電流表測定值電阻R₀的電流，移動滑片P，使電流表示數與R₀的乘積為2.5V，此時小燈泡正常發(fā)光；
保持滑片P不動，當開關S接2位置時，電流表測干路電流，根據并聯(lián)電路電流的特點得出小燈泡的電流，根據P=UI得出小燈泡額定功率表達式．

解答 解：（1）滑動變阻器要串聯(lián)在電路中，并且按“一上一下”接入電路，故將滑動變阻器的B接線柱與開關的右接線柱連接，
小燈泡的額定電壓為2.5V＜3V，所以電壓表選擇的量程為0～3V，并將電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，如圖所示：

（2）若實驗過程中電壓表的示數為2.2V，為了測量小燈泡的額定功率，使小燈泡的電壓為2.5V，
則串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，將滑片P應向B端滑動，這樣燈泡兩端電壓增大，滑動變阻器兩端的電壓減�。�
（3）根據圖2所示電流表所選量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，由指針位置可知此時電流為0.32A；
則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W．
（4）①由題意知，燈泡與定值電阻并聯(lián)，當定值電阻兩端的電壓等于其額定電壓時，燈泡會正常發(fā)光，
A：將開關S與1相連，調節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電流表示數I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，此時小燈泡正常發(fā)光；
B：保持滑動變阻器滑片P的位置不變，開關S與b相連，記下電流表示數I₂，為干路電流；
②小燈泡的額定電流：I=I₂-I₁=I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，
小燈泡的額定功率：P=U₀I=U₀（I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$）．
故答案為：（1）見上圖；
（2）B；
（3）0.32；0.8；
（4）①A：將開關S與1相連，調節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電流表示數I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；
B：保持滑動變阻器滑片P的位置不變，開關S與b相連，記下電流表示數I₂．
②U₀（I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$）．

點評 此題是測量燈泡的額定功率實驗，考查了實物電路的連接、電流表的讀數、歐姆定律和電功率計算公式的應用等知識，同時還考查了利用定值電阻和電流表測量燈泡額定功率的原理，有一定的難度．