Question

14．如圖是測定額定電壓為2.5V小燈泡功率的實物電路．

（1）開關閉合前，滑動變阻器滑片應該移動到最左端（選填“左”或“右”）；
（2）開關閉合后，若電路連接正確，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是燈泡斷路；
（3）排除故障后，移動滑片，獲得多組對應的電壓、電流值，繪出I-U圖象，則小燈泡的額定功率為0.5W；
（4）實驗時如電流表損壞，如何利用阻值為R₀的定值電阻和添加的電壓表測定該小燈泡額定功率，請你在虛線框內(nèi)完成電路圖的設計．

Answer 1

分析 （1）為保護電路，開關閉合前，滑動變阻器滑片應該移動到阻值最大處
（2）電流表幾乎不動，燈不亮，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；
（3）根據(jù)圖中額定電壓找到對應的電流，根據(jù)P=UI求額定功率；
（4）由P=UI原理可知，需要求得燈正常發(fā)光時，燈兩端的電壓及通過燈的電流；在沒有電流表情況下，電壓表與定值電阻應起到電流表的作用，故將燈與定值電阻、變阻器串聯(lián)，
首先通過移動滑片使燈正常發(fā)光，保持滑片位置不動，通過開關的轉換，則出燈與定值電阻的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律得出燈的額定電流．由此設計電路．

解答 解：（1）開關閉合前，滑動變阻器滑片應該移動到阻值最大處，即左端；
（2）開關閉合后，若電路連接正確，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是燈泡斷路；
（3）由圖可知，當電壓為2.5V時，電流為0.2A，燈的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）由題意知，將單刀雙擲開關置于1，通過移動滑片，使燈正常發(fā)光，保持滑片位置不動，將S置于2，測出此時電壓，因電路連接關系沒有變，各用電器的電阻不變，電壓也不變，故根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可求出燈正常發(fā)光時的電阻的電壓，根據(jù)歐姆定律可求出通過定值電阻的電流，即燈正常發(fā)光時的電流，根據(jù)P=UI，求出電功率，電路圖如圖所示：
．
故答案為：（1）左；（2）燈泡斷路；（3）0.5；（4）如上所示．

點評 本題測定額定電壓為2.5V小燈泡功率，考查注意事項、故障分析、額定功率的計算及設計實驗方案的能力，有難度．