Question

18．在測(cè)定額定電壓為“2.5V”小燈泡電功率（正常發(fā)光時(shí)電阻約為8Ω）的實(shí)驗(yàn)中，電源為兩節(jié)新干電池．

（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開．請(qǐng)用筆畫線將圖甲電路連接完整，要求滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，接入電阻變小．
（2）為了測(cè)量小燈泡的額定功率，調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡額定功率是0.75W．
（3）若實(shí)驗(yàn)中電流表壞了，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，小明想選用一個(gè)R₀=8Ω的電阻，設(shè)計(jì)了如圖丙的電路及實(shí)驗(yàn)方案：①調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為額定電壓；②保持滑片位置不變，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，測(cè)出R₀兩端的電壓U₀，通過(guò)計(jì)算得到小燈泡的額定功率．
指出他的設(shè)計(jì)方案中存在的一個(gè)問(wèn)題：電壓表的正負(fù)接線柱接反；R₀阻值偏大，無(wú)法使電壓表示數(shù)調(diào)到2.5V．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，連接電路過(guò)程中開關(guān)應(yīng)該斷開；
（2）要測(cè)燈泡的額定功率，應(yīng)使燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，根據(jù)圖丙讀出電流表的示數(shù)，利用P=UI求出小燈泡額定功率；
（3）檢查設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)，首先考慮電表的正負(fù)接線柱、量程，然后考慮能否滿足設(shè)計(jì)要求．

解答 解：（1）連接電路時(shí)，為了防止電路短路而燒壞電路元件，開關(guān)應(yīng)斷開．
滑動(dòng)變阻器要按“一上一下”的方式串聯(lián)接入電路，且滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，接入電阻變小，
故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的左下接線柱與開關(guān)的右接線柱連接，如圖所示：

（2）要測(cè)量燈泡的額定功率，應(yīng)使燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，則應(yīng)調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V；
由圖乙知，電流表選擇0～0.6A的量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A；
則小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)致電壓表的正負(fù)接線柱接反了，不能測(cè)出R₀兩端的電壓；
燈泡正常工作時(shí)電流約為I=0.3A，此時(shí)R₀的電壓U₀=IR₀=0.3A×8Ω=2.4V，
電源電壓應(yīng)為U=U_滑+U_燈+U₀=U_滑+2.5V+2.4V=U_滑+4.9V，而實(shí)物圖中兩節(jié)干電池串聯(lián)，電源電壓為3V，所以不能保證燈泡正常發(fā)光；其根本原因是R₀阻值偏大，R₀兩端電壓偏大，無(wú)法使電壓表示數(shù)調(diào)到2.5V．
故答案為：（1）斷開；見(jiàn)上圖；（2）0.75；（3）電壓表的正負(fù)接線柱接反；R₀阻值偏大，無(wú)法使電壓表示數(shù)調(diào)到2.5V．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)物電路的連接、電路故障的分析、電流表的讀數(shù)及電功率的計(jì)算，對(duì)學(xué)生電路的綜合分析能力要求較高．