Question

5．小丽做测量小灯泡电功率的实验（小灯泡标有“2.5V”字样，电阻约10Ω）．
（1）图甲所示是小丽连接的部分电路，请将电路连接完整．

（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数．若电路中仅有一处故障，这个故障可能是灯短路．
（3）实验过程中，当电压表的示数为2V时，要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向右调节（选填“左”或“右”）；小灯泡正常发光电流表的示数如图乙所示，则，此时小灯泡的电功率为1.2W．
（4）做完此实验后，小丽还想测量一只阻值约为数百欧的电阻R_x的阻值，与其他同学讨论后，她通过增加一电阻箱R₀（0～9999Ω5A）、定值电阻（200Ω 2A）、单刀双掷开关等器材，设计出了A、B两种方案（如图丙）．在A、B两种方案中，方案B可以让测量结果更准确，理由是可以多次测量取平均值．（电表为理想电表）

Answer 1

分析 （1）根据实物图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压，电流表测量电路电流；据此完善电路图；
（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路；电压表无示数，据此判断；
（3）灯在额定电压下正常发光，比较2V与额定电压的大小，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动 的方向；
根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数；由P=UI求小灯泡功率；
（4）方案A通过R_x与R串联，测得R_x两端电压，然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱，电压表示数与在a点相同，则可求得电阻值；方案B先后把电压表分别放在R_x和R₀两端测出电压值，由串联分压公式可求R_x．调节电阻箱阻值，可以多次测量取平均值，以减小误差．

解答 解：（1）电压表测量定值电阻两端电压，与灯泡并联，电流表测量电路电流，灯正常工作时电流大小I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表用0-0.6A的量程，根据题意连接如下图；

（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路；电压表无示数，说明电压表被短路，因此电路故障为灯泡短路；
（3）要使小灯泡正常发光，应使小灯泡两端电压为额定电压，由2V增大到2.5V，应减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应使滑动变阻器阻值减小，故应将滑动变阻器的滑片P向右移动；
电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.48A；
此时小灯泡电功率：P=UI=2.5V×0.48A=1.2W；
（4）方案A通过R_x与R串联，测得R_x两端电压，然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱，电压表示数与在a点相同，则可求得电阻值；
方案B先后把电压表分别放在R_x和R₀两端测出电压值，由串联分压公式可求R_x．调节电阻箱阻值，可以多次测量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次测量求平均值，以减小误差．
故答案为：
（1）如上所示：
（2）灯短路；
（3）右；   1.2；（4）B；   可以多次测量取平均值．

点评 本题测量小灯泡电功率，考查了实物图的连接，故障分析、操作过程、电流表的读数，电功率计算以对实验方案的评估能力，综合性强，是比较难的一道题．