Question

5．小励想测额定电压为2.5V，正常工作电流小于0.3A的小灯泡的额定功率．
（1）如图是小励没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线在答题卡中将实物图补充完整．（要求滑动变阻器连入电路的阻值最大）
（2）连接好电路后，小明进行了实验，记录的数据如表所示．请仔细分析实验数据，回答以下问题：

次数	U/V	I/A	P/W
1	1.5	0.17
2	2.0	0.18
3	2.5	1.0
4	3.0	0.23

①表中有一个明显的错误数据，请指出错误数据并分析产生的原因第三次电流值1.0A错误，按0～3A量程读数（或读错了量程）．
②纠正错误后计算小灯泡的额定功率为0.5W．
（3）完成上述实验后，小明想用上述电路测量一段电阻丝R_x的阻值（约10Ω）．他用电阻丝替换了灯泡，闭合开关，发现电流表的指针明显偏转，而电压表的示数为零，该故障的原因可能是电阻短路．小明排除故障继续实验：闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I₁；将滑动变阻器连入电路的阻值最大（为R₀），记下电流表示数I₂．则表达式：R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）将电流表、滑动变阻器与灯泡串联，电流表的量程和正负接线柱的接法，根据要求确定滑动变阻器下面的接线柱；
（2）①根据灯泡两端的电压越大，灯泡中的电流越大进行分析，根据电流表的量程特点，在读数时可能按的是大量程；
②确定灯泡的额定电压和电流，根据P=UI计算出电功率；
（3）电流表有示数，电压表无示数，则可能与电压表并联的电路短路；
根据电源电压不变的特点及欧姆定律列出相等的关系，求出R_x的大小．

解答 解：（1）电流表与灯泡串联，因为灯泡正常工作电流小于0.3A，所以可选择0～0.6A的量程；
滑动变阻器的滑片在最右端，要使其阻值最大，下面应接左边的接线柱，如图所示：

（2）①由表格中数据知，第3次的电压大于第2次的电压，但电流确小于第2次的电流，所以3次的电流有误；
在读数时可能按0～3A的量程，所以实际电流应该为0.2A；
②由表格中数据知，当电压为2.5V时，电流为0.2A，P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（3）电流表的指针明显偏转，而电压表的示数为零，则故障可能是与电压表并联的电阻短路；
根据题意，电源电压不变，则I₁R_x=I₂（R_x+R₀），解得：R_x=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
故答案为：（1）见上图；（2）①第三次电流值1.0A错误，按0～3A量程读数（或读错了量程）；②0.5；（3）电阻短路；$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

点评 此题是测定小灯泡的电功率实验，考查了滑动变阻器、电流表的连接，电流表的读数及电功率的计算．（3）主要考查了电阻的一种测量方法，在没有电压表的情况下，可利用滑动变阻器的特点（电阻为零、为最大值）利用欧姆定律进行分析．