Question

6．如图1所示为测定额定电压为U₀=2.5V小灯泡额定功率的连线图（其中滑动变阻器和电压表没有接好）．

（1）请你按照闭合开关时，滑片P位于最右端的要求，将变阻器和电压表接入电路．
（2）若实验过程中电压表的示数为2.2V，为了测量小灯泡的额定功率，滑片P应向B端滑动．（填“A”或“B”）
（3）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图2所示，电流为0.32A，则灯泡的额定功率为0.8W．
（4）小明同学在实验室时发现电压表已损坏，他利用了一个阻值已知阻值的定值电阻R₀组成了如图3所示电路．也测出了小灯泡L的额定功率．
①写出主要步骤及所测物理量（用字母表示）：
A：将开关S与1相连，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表示数I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；
B：保持滑动变阻器滑片P的位置不变，开关S与b相连，记下电流表示数I₂；
②小灯泡额定功率表达式P=U₀（I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$）．

Answer 1

分析 （1）根据小灯泡的额定电压选择电压表的量程；电压表要并联在电路中，滑动变阻器按“一上一下”接入电路；
（2）根据串联电路的电压规律，若实验过程中电压表的示数为2.2V，为了增大小灯泡两端的电压，就应减小滑动变阻器两端的电压，故将滑片向阻值减小的方向移动；
（3）根据图2所示，电流表所选的量程和其分度值，根据指针所指位置即可读出此时的电流，再利用P=UI即可计算出灯泡的额定功率；
（4）当S接1位置时，电流表测定值电阻R₀的电流，移动滑片P，使电流表示数与R₀的乘积为2.5V，此时小灯泡正常发光；
保持滑片P不动，当开关S接2位置时，电流表测干路电流，根据并联电路电流的特点得出小灯泡的电流，根据P=UI得出小灯泡额定功率表达式．

解答 解：（1）滑动变阻器要串联在电路中，并且按“一上一下”接入电路，故将滑动变阻器的B接线柱与开关的右接线柱连接，
小灯泡的额定电压为2.5V＜3V，所以电压表选择的量程为0～3V，并将电压表并联在小灯泡两端，如图所示：

（2）若实验过程中电压表的示数为2.2V，为了测量小灯泡的额定功率，使小灯泡的电压为2.5V，
则串联电路的电压规律可知，将滑片P应向B端滑动，这样灯泡两端电压增大，滑动变阻器两端的电压减小．
（3）根据图2所示电流表所选量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，由指针位置可知此时电流为0.32A；
则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W．
（4）①由题意知，灯泡与定值电阻并联，当定值电阻两端的电压等于其额定电压时，灯泡会正常发光，
A：将开关S与1相连，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表示数I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，此时小灯泡正常发光；
B：保持滑动变阻器滑片P的位置不变，开关S与b相连，记下电流表示数I₂，为干路电流；
②小灯泡的额定电流：I=I₂-I₁=I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，
小灯泡的额定功率：P=U₀I=U₀（I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$）．
故答案为：（1）见上图；
（2）B；
（3）0.32；0.8；
（4）①A：将开关S与1相连，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表示数I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；
B：保持滑动变阻器滑片P的位置不变，开关S与b相连，记下电流表示数I₂．
②U₀（I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$）．

点评 此题是测量灯泡的额定功率实验，考查了实物电路的连接、电流表的读数、欧姆定律和电功率计算公式的应用等知识，同时还考查了利用定值电阻和电流表测量灯泡额定功率的原理，有一定的难度．