Question

17．在測定額定電壓為2.5V的小燈泡（正常發(fā)光時電阻約為8Ω）電功率的實驗中，電源為兩節(jié)新干電池．

（1）請用筆畫線將圖甲電路連接完整，要求滑片P向左滑動時，滑動變阻器接人電路的電阻變��；
（2）為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡額定功率是0.75W；
（3）若實驗中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小明選用一個R₀=5Ω的電阻，設(shè)計了如圖丙的電路及實驗方案：
①調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為額定電壓；②保持滑片位置不變，只將電壓表的a點接線改接到c點，測出R₀兩端的電壓U₀，通過計算得到小燈泡的額定功率．指出他的設(shè)計方案中存在的兩個問題：
問題一：電壓表正負接線柱接反
問題二：R₀阻值偏大，無法使電壓表示數(shù)調(diào)到2.5V．

Answer 1

分析 （1）電流表與燈串聯(lián)；按要求將變阻器的接線柱連入電路中；
（2）燈在額定電壓下的功率為額定功率，根據(jù)圖乙電流表小量程讀數(shù)，由P_額=U_額I求燈的額定功率；
（3）電壓表并聯(lián)在電路中，電流應(yīng)由正接線柱流入，負接線柱流出；根據(jù)串聯(lián)電路的特點分析燈泡是否能夠正常發(fā)光；

解答 解：（1）電流表與燈串聯(lián)，因要求滑片P向左滑動時，滑動變阻器接人電路的電阻變小，所以滑片以左電阻絲連入電路中，如下圖所示：

（2）燈在額定電壓下的功率為額定功率，所以，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V；圖乙中，電流表小量程分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，則燈的額定功率P_額=U_額I=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）原電路中，電壓表的a接線柱與電源的正接線柱相連，只將電壓表的a點接線改接到c點時，導(dǎo)致電壓表的正負接線柱接反了，不能測出R₀兩端的電壓；
燈泡正常工作時電流約為I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{8Ω}$≈0.3A，定值電阻的電壓U₀=IR₀=0.3A×5Ω=1.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，電源電壓U=U_燈+U₀=2.5V+1.5V=4V，而根據(jù)實物圖中只有兩節(jié)新干電池，電源電壓U=3V太低（造成這種情況的原因是R₀阻值偏大，根據(jù)分壓原理，R₀兩端電壓偏大，電壓表示數(shù)無法調(diào)到2.5V）．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）2.5；0.75；
（3）電壓表正負接線柱接反；R₀阻值偏大，無法使電壓表示數(shù)調(diào)到2.5V．

點評 本題測量燈的電功率，考查電路的連接、操作過程、額定功率的計算及對實驗方案的評估能力，綜合性較強，有一定難度．