图甲是“测量小灯泡额定功率的实验电路图.小灯泡的额定电压为2.5V．(1)图甲中只有一根导线的一个接头接错.请在错误处画“× .并在图上改正． (2)电路修改正确后.闭合开关前.将图中的滑动电阻器滑片调到最右端(选填“左端 “右端 “中间 )．闭合开关.发现小灯泡不亮.但电流表有示数.接下来应进行的操作是CA．更换小灯� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

19．图甲是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）图甲中只有一根导线的一个接头接错，请在错误处画“×”，并在图上改正．
（2）电路修改正确后，闭合开关前，将图中的滑动电阻器滑片调到最右端（选填“左端”“右端”“中间”）．闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是C
A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（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2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向左（选填“左”或“右”）端移动．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，并绘制成如图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是10Ω．
（4）小天还想通过实验比较小灯泡“实际电流是额定电流一半时的电功率P₁”和“实际电压是额定电压一半时的电功率P₂”，但是老师告诉他，根据已有的实验数据和图象，就可以比较这两个电功率，小天认真思考后，很快得出结论：P₁大于P₂ （选填“大于”“小于”或“等于”）
（5）完成上述实验后，小丽的小组又设计了如图丁所示的实验电路，借助实验室的器材，同样测出了小灯泡正常发光时电功率，请你完成下列实验步骤：
①接好实验电路，闭合开关S，将开关S₁拨到触点2（选填“1”或“2”）移动滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压U₁．
②滑片的位置保持不动，再将开关S₁拨到另一个触点读出电压表的示数为U₂；
③小灯泡正常发光时功率的表达式P=U₁×$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$．（用U₁、U₂、R₀表示）．

分析（1）原电路中，电流表与电压表位置颠倒了；
（2）为保护电路，连接电路时，变阻器连入电路中的电阻最大；由于变阻器连入电路中的电阻最大，根据欧姆定律，此时电路中的电流最小，据此判断下一步的操作；
（3）根据图乙电压表小量程读数，灯在额定电压下才正常工作，比较电压与额定电压的关系，根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑片移动的方向；
由图丙找出额定电压下的电流，根据P=UI求灯的额定功率；
由图丙找出1.5V下的电流，根据欧姆定律求灯的电阻；
（4）如果灯泡电阻不随温度变化，则灯泡电压为其额定电压一半时的电流等于额定电流的一半，其实际功率等于额定功率的四分之一；实际上灯泡电阻随温度升高而增大，所以灯泡实际电压为额定电压一半时的电流大于额定电流的一半，此时灯泡实际功率大于额定功率的四分之一；如果灯泡电阻不随温度变化而变化，电流等于额定电流一半时，灯泡实际功率等于额定功率的四分之一，实际上灯泡温度越低，灯泡电阻越小，通过灯泡电流为其额定电流一半时，灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻，则灯泡实际功率小于额定功率的四分之一．
（5）在没有电流表的情况下，定值电阻和电压表应起到测算电流的作用，首先移动滑片使灯泡两端的电压为额定电压U₁，使灯正常发光，保持滑片位置不动；
通过开关的转换，然后测出此时定值电阻与灯串联的电压U₂，因电路的连接关系没有变化，各用电器的电阻没有发生变化，各用电器的电压也没有变化，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压；
根据欧姆定律求出通过定值电阻的电流，由串联电路电流的规律，即为灯正常工作时的电流大小，根据P=UI计算出灯泡的额定电功率．

解答解：（1）原电路中，电流表与灯并联，电压表串联在电路中了，是错误的，电压表应与灯并联，电流表串联在电路中，连接电流表“0.6”接线柱与灯的右接线柱的连线是错误的，应去掉，将灯的右接线柱与电压表负接线柱连接起来，修改后如下所示：

（2）连接电路时，变阻器连入电路中的电阻最大，即滑片移动到右端；
闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路为通路，因变阻器连入电路中的电阻最大，电流最小，故灯不亮，接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，选C；
（3）图丙中，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V；小于灯的额定电压2.5V，因灯在额定电压下才正常发光，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻大小，滑片向左移动；
由图丙知，灯的电压为额定电压2.5V时，对应的电流大小为0.2A，灯的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
当灯的电压为U′=1.5V时，由图丙知，对应的电流为I′=0.15A，根据欧姆定律，灯的电阻R=$\frac{{U}^{′}}{{I}^{′}}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
（4）因为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，所以灯泡实际电压为其额定电压一半时，它的实际功率P₁＞$\frac{1}{4}$P_额；
因为P=I²R，所以实际电流等于额定电流一半时，实际功率P₂＜$\frac{1}{4}$P_额，
故P₁＞P₂；
（5）①接好实验电路，闭合开关S_l，将S₂拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压U₁；
②滑片的位置保持不动，再将开关S₂拨到另一个触点读出电压表的示数为U₂；
③由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中的电流I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$，由P=UI可得，小灯泡正常发光时功率的表达式为：P=U₁×$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$．
故答案为：（1）见上图；
（2）右端；C；
（3）2.2；左；0.5；10；
（4）大于；
（5）①2；③U₁×$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$．

点评本题测量小灯泡额定功率，考查电路的连接、注意事项、串联电路的规律、实验操作过程、额定功率及电阻的计算及设计实验方案的能力，难度大，为压轴题．

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