Question

19．要測量小燈泡的額定功率，實驗室提供的器材有：標(biāo)有“2.5V”的小燈泡、電池組（電壓為3V）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干．

（1）小虎所接的實驗電路如圖甲，電路中部分連接不合理，但只需改動一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確．請你在應(yīng)改動的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法．
（2）改正電路后，移動滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值最大．閉合開關(guān)，此時電壓表示數(shù)為1V，電流表示數(shù)為0.2A，則滑動變阻器的最大阻值為10Ω．
（3）移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，其值為0.26A，小燈泡的額定功率為0.65W．
（4）小華在實驗過程中，移動變阻器滑片時，小燈泡突然熄滅．經(jīng)判斷，電路故障是小燈泡或電流表被燒壞．查找故障時，在不拆開電路的情況下，他把一根導(dǎo)線接在電流表兩端，小燈泡仍不發(fā)光，可判斷電路故障是小燈泡斷路．
（5）還有一組同學(xué)沒有使用電壓表，而是利用兩只電流表和一個阻值已知電阻R₀，其它元件與前組相同，仍然完成了實驗．請在圖丙虛線框內(nèi)畫出該組同學(xué)實驗的電路圖，不必寫出實驗步驟．

Answer 1

分析 （1）電壓表在使用時應(yīng)盡可能使用小量程；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算滑動變阻器的最大阻值；
（3）由圖乙讀出燈泡正常發(fā)光時的電流，由P=UI計算小燈泡的額定功率；
（4）導(dǎo)線接在電流表兩端，會造成電流表短路，根據(jù)燈泡的亮暗可以判斷電路故障；
（5）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點進(jìn)行設(shè)計電路，把定值電阻與燈泡并聯(lián)，當(dāng)定值電阻兩端的電壓為燈泡的額定電壓時燈泡正常工作，用電流表測兩支路的電流或測出一條之路和干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點得出通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI即可得出小燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）小燈泡標(biāo)有“2.5V”，即其額定電壓為2.5V，所以電壓表應(yīng)使用0-3V量程，由此改接電路如圖所示：
；
（2）由圖知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，閉合開關(guān)，使滑動變阻器接入電路的阻值最大，根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得，滑動變阻器的最大阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{3V-1V}{0.2A}$=10Ω；
（3）由圖乙知，電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，電壓表的示數(shù)為2.5V時燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為0.26A，
小燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（4）當(dāng)導(dǎo)線接在電流表的兩端時，就能排除電流表的故障，小燈泡不亮，說明是小燈泡的故障，小燈泡斷路；
（5）把定值電阻與燈泡并聯(lián)，定值電阻與其中一個電流表組合間接測電壓，另一個電流表測通過燈泡的電流或干路電流，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）如上圖所示；（2）10；（3）0.26；0.65；（4）小燈泡斷路；（5）見上圖．

點評 本題考查了電壓表量程的選擇、電流表的讀數(shù)、歐姆定律和電功率公式的計算、電路故障的判斷，以及實驗設(shè)計，涉及的知識點較多，但都是我們必須掌握的內(nèi)容．