Question

20．图甲是小盛同学设计的测小灯泡点功率的实验电路（灯泡额定电压U额=2.5V）．
（1）小盛所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．
（2）电路连接正确后，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．检查开关是否闭合
C．移动滑动变阻器滑片          D．检查电压表是否断路
（3）正确操作后，小灯泡发光，这时电压表的时数为2V，则应向右移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数（如图乙所示）为0.3A，则小灯泡的额定功率为0.75W．
（4）同组的明月同学也设计了一个电路图（如图丙），测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻的阻值R=25Ω，正确操作过程如下：
①只闭合开关S和S₂，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I₁=0.1A；
②闭合开关S和S₁，断开开关S₂，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为I₂
 ③小灯泡额定功率表达式为P_额=U_额（I₂-I₁）（用符号表示）．

Answer 1

分析 （1）本实验中电流表、灯泡、滑动变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压．由此分析并修改电路；
（2）在闭合开关前，滑动变阻器是在阻值最大处，电流表有示数，小灯泡不亮，说明电路中电阻太大；
（3）灯泡电压等于额定电压时正常发光，由串联电路的分压原理分析滑片的移动方向；读出灯泡正常发光时电流，由P=UI计算其额定功率；
（4）由电路图可知，电路中无电压表，只有电流表；要测2.5V的小灯泡L的额定，可根据并联电路各支路两端的电压相等进行设计电路；即调节滑动变阻器接入电路的电阻，使R与电流表示数的乘积为2.5V，再用电流表测出干路电流，根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，最后利用P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：
（1）测小灯泡的功率实验中电流表、灯泡、滑动变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压．由图，电流表与灯泡并联了，可以将灯泡左侧连接电源负极的导线改接到滑动变阻器的左上接线柱，如图所示：
；
（2）正确的操作，在闭合开关前，滑动变阻器是在阻值最大处，电流表有示数，小灯泡不亮，说明电路中电阻太大，故选C；
（3）小灯泡发光，这时电压表的时数为2V，要使灯泡正常发需提高灯泡两端电压，由串联电路的分压原理可知应将滑片向右移动，直到电压表示数为2.5V为止，
由图乙知电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，所以灯泡正常发光时通过的电流为0.3A，
所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由实验电路图可知主要测量步骤：
①闭合开关S和S₂，断开S₁，调节滑动变阻器使R，使电流表示数I₁=$\frac{{U}_{额}}{R}$=$\frac{2.5V}{25Ω}$=0.1A；
②闭合开关S和S₁，断开开关S₂，保持滑动变阻器的阻值不变，记录此时电流表的示数为I₂；
③通过灯泡的电流I_L=I₂-I₁，则灯泡L的额定功率P=U_额（I₂-I₁）．
故答案为：（1）见上图；（2）C；（3）右；电压表示数为2.5V；0.3；0.75；（4）①S₂；0.1；②S₁；S₂；③U_额（I₂-I₁）．

点评 本题考查了电路连接和实验操作、电流表的读数以及电功率的计算等，要注意测量小灯泡额定功率的实验，一般根据伏安法进行实验，若无电流表可根据串联电流的电流特点进行设计实验；若无电压表可根据并联电路的电压特点设计实验．