Question

11．如圖甲是小莉用電壓表和電流表測(cè)定2.5V燈泡的額定功率的電路．
（1）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于左端（填“左”或“右”）．
（2）閉合開關(guān)后，小燈泡發(fā)光，但電壓表示數(shù)為0．經(jīng)檢查，圖中a、b、c三根導(dǎo)線中有一根斷了，則該導(dǎo)線是c．（填寫字母）
（3）排除故障后測(cè)量燈泡額定功率：閉合開關(guān)，緩慢移動(dòng)滑片，燈泡亮度逐漸變亮，直至電壓表讀數(shù)為2.5V時(shí)停止移動(dòng)滑片，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率是0.5W，若此時(shí)將小燈泡換成“2.5V 0.6W”的另一小燈泡，那么該小燈泡的實(shí)際功率＜0.6W（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）若沒有電流表，小莉想利用一個(gè)電壓表和一個(gè)電阻箱測(cè)量小燈泡的額定功率．她選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)器材，并按照?qǐng)D丙所示的電路圖連接好實(shí)物．以下是她設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)將它補(bǔ)充完整：
①只閉合開關(guān)S₁，移動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V；
②下一步操作是：斷開S₁、閉合S₂，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，讀出電阻箱連入電路的阻值R₀；
③利用上述測(cè)量出的物理量及已知量，寫出小燈泡額定功率的表達(dá)式是：P=$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前滑片應(yīng)移至最大阻值處，即離下面一個(gè)接線柱的距離最遠(yuǎn)；
（2）小燈泡發(fā)光，說明電路為通路，然后根據(jù)電流流向確定發(fā)生斷路的導(dǎo)線；
（3）在測(cè)量小燈泡的電功率時(shí)，首先移動(dòng)滑片，使得電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓，然后根據(jù)電流表的示數(shù)得出小燈泡正常工作時(shí)的額定電功率；
（4）電源電壓已知，若測(cè)出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值，便可計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓，從而可以根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）滑片應(yīng)移至最大阻值處，由圖知，滑動(dòng)變阻器下面一個(gè)接線柱接的是B，所以應(yīng)將滑片移至左端；
（2）根據(jù)實(shí)物圖可知，電流從電源正極流出經(jīng)過開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線d、導(dǎo)線c、燈泡、導(dǎo)線a、電流表回到電源負(fù)極，因此導(dǎo)線a、b完好，c發(fā)生了斷路；
（3）排除故障后測(cè)量燈泡額定功率：閉合開關(guān)，緩慢移動(dòng)滑片，燈泡亮度逐漸 變亮，直至 電壓表讀數(shù)為2.5V時(shí)停止移動(dòng)滑片，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率是 0.5W，若此時(shí)將小燈泡換成“2.5V 0.6W”的另一小燈泡，那么該小燈泡的實(shí)際功率＜0.6W；
（4）設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下：
①只閉合開關(guān) S₁，移動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V；
②斷開S₁、閉合S₂，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，讀出電阻箱連入電路的阻值R₀；
③小燈泡額定功率的表達(dá)式P=UI=U$\frac{U}{R}$=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）左；（2）c；（3）變亮；電壓表讀數(shù)為2.5V；0.5；＜；
（4）①S₁；②斷開S₁、閉合S₂，調(diào)節(jié)電阻箱；③$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 此題是“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)，考查了電壓表的連接及電流表的讀數(shù)，還考查了有關(guān)電功率的計(jì)算，其中（4）小題難度稍大，關(guān)鍵是想法得出小燈泡正常發(fā)光時(shí)燈泡兩端的電壓．