Question

如圖所示是用電壓表和電流表測量某一小燈泡燈絲正常發光時的電阻和電功率所用的實物圖．該小燈泡正常發光時的電壓為2.5V，電阻約為15Ω．
（1）請你用筆畫線代替導線，把圖中電路連接起來（要求：①連線不交叉；②滑片P向左移，燈泡變暗；③電流表、電壓表選擇合適的量程．）
（2）在連接電路時，開關S不應該______．
（3）閉合開關S后，發現電壓表示數為1.2V，這時應將滑片P向______端滑動，直到電壓表示數為______V時，再讀出電流表的示數，利用公式即可以算出小燈泡正常發光時的電阻．
（4）已知電壓表示數為2.5V時，電流表的示數如圖所示，該燈泡的額定功率為______W．
（5）實驗時，小陽發現電流表已損壞，但手邊還有另一只電壓表V₁和電阻箱（元件符號 ）可利用，請你幫助利用這些元件重新設計一個測定小燈泡額定功率的方案．
a．在方框內畫出新設計的電路圖；
b．按新設計的電路圖連接好電路后，將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處，再閉合開關，然后調節滑動變阻器的滑片P和______，使接在小燈泡兩端的電壓表 V 的示數為2.5V；
c．記下此時另一塊電壓表V₁的示數U和電阻箱連入電路中的阻值R₁；
d．根據所測數據，寫出計算小燈泡額定功率的表達式：P=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）伏安法測燈泡電阻與電功率實驗中，燈泡、滑動變阻器、電流表串聯，電壓表與燈泡并聯，根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據燈泡正常發光時的電流確定電流表量程，據此連接電路圖，連接電路圖時，注意電表正負接線柱不要接反．
（2）連接電路時，開關應斷開．
（3）電壓表示數小于燈泡額定電壓，應移動滑動變阻器滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，使燈泡電壓增大，直到電壓表示數等于燈泡額定電壓為止．
（4）與圖2所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數，由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．
（5）電流表損壞，可把燈泡與電阻箱串聯，兩只電壓表分別測燈泡與電阻箱電壓，然后根據串聯電路特點、歐姆定律及電功率公式求出燈泡功率．
解答：解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表可選0～3V量程，燈泡正常發光時電流約為I==≈0.17A，因此電流表可選0～0.6A量程，燈泡、滑動變阻器、電流表串聯，電壓表與燈泡并聯，電路圖如圖甲所示．
（2）在連接電路時，開關S不應該閉合．
（3）電壓表示數為1.2V，小于燈泡額定電壓，由電路圖可知，應向右移動滑片，直到電壓表示數為燈泡額定電壓2.5V為止．
（4）電流表量程是0～0.6A，由圖2可知，電流表分度值是0.02A，電流表示數是0.14A，
燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.14A=0.35W．
（5）a、燈泡與電阻箱串聯，兩只電壓表分別與燈泡、電阻箱并聯，電路圖如圖乙所示；
b、按新設計的電路圖連接好電路后，將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處，再閉合開關，然后調節滑動變阻器的滑片P和電阻箱，使接在小燈泡兩端的電壓表 V 的示數為2.5V；
d、電路電流I=I₁=，燈泡額定功率P=U_LI=2.5V×；
故答案為：（1）實物電路圖如圖甲所示；（2）閉合；（3）右；2.5；（4）0.35；
（5）a、電路圖如圖乙所示；b、電阻箱；c、2.5×．

點評：本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的調節、電表讀數、設計實驗電路圖、求燈泡功率等問題；實驗設計有一定的難度；連接實物圖時應注意：①電壓表、電流表的正負極不要接反．②注意電壓表、電流表的量程不要接錯．③滑動變阻器的分壓與限流接法，滑片移動時阻值的變化應符合題意要求．④作圖要美觀，連線不要交叉．