Question

15．（1）灯泡L₁、L₂规格相同，按图1甲所示电路图连接图乙的电路，要求滑动变阻器接入电路中的阻值最大．
（2）正确连接电路后，闭合开关，观察不到两灯发光，将一根导线接在L₁两端时，观察到L₂会发光，据此猜想有可能是两灯的实际电功率太小，也可能是L₁断路．扼要写出确定上述哪一个猜想正确的检测过程．

检测方法	观察到的现象	得出的结论
用一根导线接在L2两端	L1不亮	L1断路

（3）若两只小灯泡的额定电压为2.5V，小华利用如图2所示的电路测出了灯泡L₂的额定功率．图中R₀为阻值已知的定值电阻，还缺两个开关S₁、S₂和一只电表（电流表或电压表）．
①请在虚线框内画上这三个元件的符号，使电路完整，实验操作简单．
②根据你的电路简要写出实验步骤及测定额定功率的表达式．
实验步骤：闭合S、S₂，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V；断开S₂，闭合S₁，读出电压表示数U；
表达式P_额=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

Answer 1

分析 （1）按电路图连接实物图时，注意电路的连接方式及连接顺序，滑动变阻器阻值最大，则滑片离所接下面的一个接线柱距离最远；
（2）将一根导线接在L₁两端时，观察到L₂会发光，若将导线与L₂并联，将L₂短路，若L₁断路，则L₁不会发光，若是因为电功率太小，则L₁会发光；
（3）通过R为阻值已知的定值电阻，结合电路结构确定使用电压表、两个开关，从而确定开关和电压表位置；根据开关的断开和闭合，求出灯泡正常发光时的电流，根据电功率公式可以求出灯泡的额定功率．

解答 解：（1）根据电路图，从电源的正极出发依次连接开关、L₂、L₁、滑动变阻器，回到电源的负极，由于滑片在滑动变阻器的最左端，所以接下面右边一个接线柱其阻值最大，如图所示：
；
（2）将一根导线接在L₁两端时，观察到L₂会发光，说明L₂是完好的，可用同样的方法，可通过将导线与L₂并联，判断L₁是否完好，若L₁发光，则说明是因为电功率太小造成的，若L₁不发光，说明L₁断路；
（3）①R₀为阻值已知的定值电阻，结合电路结构确定使用电压表、两个开关来测量小灯泡额定功率，如下图所示．
；
②实验步骤：闭合S、S₂，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V；断开S₂，闭合S₁，读出电压表示数U．
由串联分压规律可知，U_R=U-U_灯=U-2.5V；通过R₀的电流：I_R=$\frac{{U}_{R}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，
所以，灯泡的额定功率：P=U_灯I_灯=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．
故答案为：（1）见上图；（2）

检测方法	观察到的现象	得出的结论
用一根导线接在 L2两端	L1亮	两灯的实际电功率太小
	L1不亮	L1断路

（3）①如图；②闭合S、S₂，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V；断开S₂，闭合S₁，读出电压表示数U；$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

点评 这是一道电学实验题，主要考查学生对实物电路的连接及电路故障分析．在连接电路实物图时一定要注意电路的连接方式及连接顺序；在分析电路故障时，要理解断路和短路的含义，同时考查了有关电压表的读数及接法．