Question

1．如圖a所示是測量額定電壓為2.5V的小燈泡額定功率的電路．

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將電路a連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)放在a端（填“a”或“b”）．
（3）實驗時，若開關(guān)處接觸不良，下列判斷正確的是D．
A．燈炮能正常發(fā)光  B．燈泡會燒壞   C．電流表有示數(shù)     D．電壓表沒有示數(shù)
（4）故障解決后，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表讀數(shù)為2.5V，此時電流表讀數(shù)如圖b所則燈泡的額定功率為1.25W．
（5）實驗時某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表損壞，他們想設(shè)計一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實驗．于是向老師要了一個阻值為R₀．的定值電阻（阻值適當(dāng)）和一個單刀雙擲開關(guān)（符號為：），借助原有的實驗器材，順利完成了實驗．假如由你來做該實驗，請設(shè)計實 驗方案．
①在虛線框內(nèi)如圖c畫出實驗電路圖．
②簡述實驗步驟：a．按圖連接電路，閉合S₁，S₂接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V； b．保持滑動變阻器滑片的位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)為U．
（用相應(yīng)的宇母表示測出的物理量）
③寫出燈泡額定功率的表達式P_額=2.5V×$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$（用己知量和測量量表示）

Answer 1

分析 （1）本實驗中滑動變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路，電壓表測燈泡兩端電壓，根據(jù)燈泡規(guī)格選擇電壓表量程；
（2）閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)滑到最大值處；
（3）開關(guān)接觸不良相當(dāng)于發(fā)生斷路，燈泡不會發(fā)光，電流表、電壓表無示數(shù)；
（4）由電流表圖示可讀出流過燈泡的電流I，根據(jù)公式P=UI可求出燈泡額定功率；
（5）由P=UI原理可知，需要求得待測電阻兩端的電壓及通過待測電阻的電流；沒有電流表時，可以利用串聯(lián)電路的電流規(guī)律得出通過待測電阻的電流；由此設(shè)計電路和實驗步驟．

解答 解：
（1）小燈泡額定功率的實驗中，滑動變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡額定電壓為2.5V，所以電壓表應(yīng)使用0-3V量程，如圖所示：
；
（2）為了保護電路，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)滑到最大值a端；
（3）開關(guān)接觸不良相當(dāng)于發(fā)生斷路，燈泡不會發(fā)光，電流表、電壓表都無示數(shù)，燈泡更不會燒壞．故選D；
（4）圖示電流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)I=0.5A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；
（5）①由分析設(shè)計如圖所示電路：
；
②實驗步驟：
a、按圖連接電路，閉合S₁，S₂接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；
b、保持滑動變阻器滑片的位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)為U．
③由實驗步驟可知：
R₀兩端電壓U₀=U-U_L=U-2.5V，
所以I_L=I₀=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，
燈泡額定功率：P=U_額I=2.5V×$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$．
故答案為：
（1）見上圖；（2）a；（3）D；（4）1.25；
（5）①見上圖；
②a、按圖連接電路，閉合S₁，S₂接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；
b、保持滑動變阻器滑片的位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)為U．
③2.5V×$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$．

點評 本題考查了連接實物圖、滑動變阻器的使用、電流表讀數(shù)、求功率；連接實物圖時要注意：滑動變阻器接入電路要“一上一下”、電壓表、電流表的正負極不要接反；注意電壓表、電流表的量程不要接錯；特殊方法測功率，關(guān)鍵是理解沒有電流表的情況下，如何利用電壓表和已知阻值的電阻組合借助電路特點測電流．