Question

在“测量小灯泡的功率”的实验中，小明同学选用的电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于______（选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为______V；若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为______V．某同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W．
（4）小明的同学小惠在借助上述实验器材完成实验时，不小心将电流表损坏，由于没有多余的电流表更换，老师取走电流表，并拿来一个电阻箱代替滑动变阻器接在原电路中；当小灯泡在额定电压下工作时，电阻箱接入电路的阻值为R₀，则可推导出小灯泡额定功率的表达式为______．（电源电压恒定不变）

Answer 1

解：（1）灯泡正常发光时的电流I===0.25A，电流表的量程应选0～0.6A；把灯泡与电流表串连接入电路，如图所示：

（2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，故将滑片应移至A端；
（3）由图乙知，电压表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V；要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向B端移动，使电压表的示数为2.5V；
由图丙所示I-U图象可知，灯泡额定电压U=2.5V，所对应的电流I=0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）当小灯泡在额定电压下工作时，电阻箱两端的电压U_电阻箱=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
电路中的电流：I==，
灯泡的额定功率：P=U_LI=2.5×=．
故答案为：（2）A；（3）2.2；B；2.5；0.5；（4）．
分析：（1）根据灯泡的额定电压与电阻，由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电路电流，根据灯泡正常发光时的灯泡电流选择电流表量程．然后把灯泡与电流表串连接入电路，注意电流表量程的选择．
（2）为保护电路安全，闭合开关前，使滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值；
（3）根据图2所示电压表确定电压表的量程与分度值，由电压表指针位置读出电压表示数；要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小；由I-U图象找出灯泡额定电压所对应的电流，然后用公式P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）由题意可知，电阻箱与灯泡串联，根据串联电路的电压特点求出当小灯泡在额定电压下工作时电阻箱两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P=UI得出小灯泡额定功率的表达式．
点评：本题考查了“测定小灯泡的额定功率”的实验，涉及到了电流表量程的选择、实物电路图的连接、电压表的读数，功率计算、从图象获取信息的能力等，综合性强．