Question

1．如图a所示是测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路．

（1）用笔画线代替导线将电路a连接完整．
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放在a端（填“a”或“b”）．
（3）实验时，若开关处接触不良，下列判断正确的是D．
A．灯炮能正常发光  B．灯泡会烧坏   C．电流表有示数     D．电压表没有示数
（4）故障解决后，调节滑动变阻器使电压表读数为2.5V，此时电流表读数如图b所则灯泡的额定功率为1.25W．
（5）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验．于是向老师要了一个阻值为R₀．的定值电阻（阻值适当）和一个单刀双掷开关（符号为：），借助原有的实验器材，顺利完成了实验．假如由你来做该实验，请设计实 验方案．
①在虚线框内如图c画出实验电路图．
②简述实验步骤：a．按图连接电路，闭合S₁，S₂接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V； b．保持滑动变阻器滑片的位置不变，S₂接2，读出电压表示数为U．
（用相应的宇母表示测出的物理量）
③写出灯泡额定功率的表达式P_额=2.5V×$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$（用己知量和测量量表示）

Answer 1

分析 （1）本实验中滑动变阻器应一上一下串联入电路，电压表测灯泡两端电压，根据灯泡规格选择电压表量程；
（2）闭合开关前，滑片应滑到最大值处；
（3）开关接触不良相当于发生断路，灯泡不会发光，电流表、电压表无示数；
（4）由电流表图示可读出流过灯泡的电流I，根据公式P=UI可求出灯泡额定功率；
（5）由P=UI原理可知，需要求得待测电阻两端的电压及通过待测电阻的电流；没有电流表时，可以利用串联电路的电流规律得出通过待测电阻的电流；由此设计电路和实验步骤．

解答 解：
（1）小灯泡额定功率的实验中，滑动变阻器应一上一下串联接入电路，电压表与灯泡并联，灯泡额定电压为2.5V，所以电压表应使用0-3V量程，如图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前，滑片应滑到最大值a端；
（3）开关接触不良相当于发生断路，灯泡不会发光，电流表、电压表都无示数，灯泡更不会烧坏．故选D；
（4）图示电流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数I=0.5A，灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；
（5）①由分析设计如图所示电路：
；
②实验步骤：
a、按图连接电路，闭合S₁，S₂接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V；
b、保持滑动变阻器滑片的位置不变，S₂接2，读出电压表示数为U．
③由实验步骤可知：
R₀两端电压U₀=U-U_L=U-2.5V，
所以I_L=I₀=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，
灯泡额定功率：P=U_额I=2.5V×$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$．
故答案为：
（1）见上图；（2）a；（3）D；（4）1.25；
（5）①见上图；
②a、按图连接电路，闭合S₁，S₂接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V；
b、保持滑动变阻器滑片的位置不变，S₂接2，读出电压表示数为U．
③2.5V×$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$．

点评 本题考查了连接实物图、滑动变阻器的使用、电流表读数、求功率；连接实物图时要注意：滑动变阻器接入电路要“一上一下”、电压表、电流表的正负极不要接反；注意电压表、电流表的量程不要接错；特殊方法测功率，关键是理解没有电流表的情况下，如何利用电压表和已知阻值的电阻组合借助电路特点测电流．