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【题目】小芳在实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师只提供了如下器材:标有“2.5 V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表(没有电流表)、阻值为10 Ω的定值电阻R0、导线若干。小芳根据所给的器材经过思考后设计了正确的实验电路,如图甲是该电路的不完整电路图。

1)请你将甲电路图补充完整;

_____

2)闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为________V,此时电压表V2的示数如图乙所示,是________V

3)小灯泡的额定功率为________W

4)小芳还进一步设计出了用两只电流表测量小灯泡电功率的方法,其电路如图丙所示,R0=10 Ω,为了测量小灯泡的额定功率,关键的一步是:调节滑动变阻器,使________________,再读出电流表A1的示数为I1,请用已知量和测量量表示小灯泡的额定功率P=____________

【答案】 2.5 2.4 0.6 A2的示数为0.25 A 2.5 V×I1

【解析】

1)在没有电流表的情况下,电压表并联在定值电阻两端,能起到测量电流的作用,故将电压表与定值电阻R0并联,如答图所示;(2)灯在2.5 V的额定电压下正常发光,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5 V,此时电压表的示数如图乙所示,该电压表选用小量程,分度值为0.1 V,示数为2.4 V;(3)由前面的数据,根据欧姆定律和串联电路的特点可得,灯的额定电流为IL=I0===0.24 A,则小灯泡的额定功率为P=ULIL=2.5 V×0.24 A=0.6 W;(4)图丙中,R0和小灯泡并联,电流表R0支路的电流,电流表测灯泡支路的电流;当小灯泡正常发光时,由并联电路的特点和欧姆定律可得,的示数I0===0.25 A,所以调节滑动变阻器使的示数为0.25 A,说明此时灯泡正常发光;再读出电流表的示数为I1,即为灯的额定电流,则小灯泡的额定功率P=2.5 V×I1.

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2)正确连接电路后,闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数始终为3V,则故障原因为_________________

3)电路故障排除后,闭合开关,移动滑片P,直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为_________W。

4)小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验(电源电压不变,R阻值已知)

①闭合开关SS1,,断开S2,并调节滑动变阻器使电压表示数为U

②团合开关SS2,断开S1,,滑动变阻器滑片P不动,读出此时电压表示数为U;则小灯泡额定功率的表达式灯P=_______。(用U、R、U表示)

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