Question

18．圖甲是“測(cè)量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)電路圖，小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）圖甲中只有一根導(dǎo)線的一個(gè)接頭接錯(cuò)，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤處畫(huà)“x”，并在圖上改正．
（2）電路修改正確后，閉合開(kāi)關(guān)前，將圖甲中的滑動(dòng)電阻器滑片調(diào)到最右端（選填“左端”“右端”“中間”），閉合開(kāi)關(guān)后，緩慢移動(dòng)滑片，直至電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)停止移動(dòng)滑片．
（3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小麗的小組又設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路，借助實(shí)驗(yàn)室的器材，同樣測(cè)出了小燈泡正常發(fā)光時(shí)電功率，請(qǐng)你完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①接好實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān)S₁，將開(kāi)關(guān)S₂撥到觸點(diǎn)1（選填“1”或“2”）移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為燈泡的額定電壓U₁．
②滑片的位置保持不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān)S₂撥到另一個(gè)觸點(diǎn)讀出電壓表的示數(shù)為U₂；
③小燈泡正常發(fā)光時(shí)功率的表達(dá)式P=$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$（用U₁、U₂、R₀表示）．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)，由此修改電路連接；
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑片滑到最大值處；燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓等于額定電壓；
（3）在沒(méi)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)，首先使燈泡兩端的燈泡的額定電壓，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）測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)，由此改接電路如圖所示：
；
（2）為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑片滑到最大值右端；燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓等于額定電壓，所以閉合開(kāi)關(guān)后，緩慢移動(dòng)滑片，直至電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)停止移動(dòng)滑片；
（3）①閉合開(kāi)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)為燈泡的額定電壓U₁；
②滑片的位置保持不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān)S₂撥到另一個(gè)觸點(diǎn)讀出電壓表的示數(shù)為U₂；
③由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，此時(shí)電路中的電流I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$，
由P=UI可得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)功率的表達(dá)式為：
P=U₁×$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）右端；電壓表示數(shù)為2.5V；（3）1；$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了實(shí)物電路的連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和操作，同時(shí)考查了在沒(méi)有電流表的情況下，電功率的測(cè)量方法，這是本題的難點(diǎn)．