Question

在“測量小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)選用的電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于______（選填“A”或“B”）端．
（3）閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點(diǎn)時，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為______V；若想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向______（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為______V．某同學(xué)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是______W．
（4）小明的同學(xué)小惠在借助上述實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn)時，不小心將電流表損壞，由于沒有多余的電流表更換，老師取走電流表，并拿來一個電阻箱代替滑動變阻器接在原電路中；當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時，電阻箱接入電路的阻值為R₀，則可推導(dǎo)出小燈泡額定功率的表達(dá)式為______．（電源電壓恒定不變）

Answer 1

解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電流I===0.25A，電流表的量程應(yīng)選0～0.6A；把燈泡與電流表串連接入電路，如圖所示：

（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值，故將滑片應(yīng)移至A端；
（3）由圖乙知，電壓表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V；要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減小，滑片向B端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
由圖丙所示I-U圖象可知，燈泡額定電壓U=2.5V，所對應(yīng)的電流I=0.2A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時，電阻箱兩端的電壓U_電阻箱=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
電路中的電流：I==，
燈泡的額定功率：P=U_LI=2.5×=．
故答案為：（2）A；（3）2.2；B；2.5；0.5；（4）．
分析：（1）根據(jù)燈泡的額定電壓與電阻，由歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電路電流，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的燈泡電流選擇電流表量程．然后把燈泡與電流表串連接入電路，注意電流表量程的選擇．
（2）為保護(hù)電路安全，閉合開關(guān)前，使滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值；
（3）根據(jù)圖2所示電壓表確定電壓表的量程與分度值，由電壓表指針位置讀出電壓表示數(shù)；要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減��；由I-U圖象找出燈泡額定電壓所對應(yīng)的電流，然后用公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）由題意可知，電阻箱與燈泡串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時電阻箱兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=UI得出小燈泡額定功率的表達(dá)式．
點(diǎn)評：本題考查了“測定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)，涉及到了電流表量程的選擇、實(shí)物電路圖的連接、電壓表的讀數(shù)，功率計算、從圖象獲取信息的能力等，綜合性強(qiáng)．