Question

17．要測量小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：標(biāo)有“2.5V”的小燈泡、電池組（電壓為3V）、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干．

（1）小虎所接的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲，電路中部分連接不合理，但只需改動(dòng)一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確．請(qǐng)你在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法．
（2）改正電路后，移動(dòng)滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大．閉合開關(guān)，此時(shí)電壓表示數(shù)為1V，電流表示數(shù)為0.2A，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω．
（3）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，其值為0.24A，小燈泡的額定功率為0.6W．
（4）小華在實(shí)驗(yàn)過程中，移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，小燈泡突然熄滅．經(jīng)判斷，電路故障是小燈泡或電流表被燒壞．查找故障時(shí)，在不拆開電路的情況下，他把一根導(dǎo)線接在電流表兩端，小燈泡仍不發(fā)光，可判斷電路故障是小燈泡斷路．
（5）還有一組同學(xué)沒有使用電壓表，而是利用兩只電流表和一個(gè)阻值已知電阻R₀，其它元件與前組相同，仍然完成了實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)?jiān)趫D丙虛線框內(nèi)畫出該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)的電路圖，不必寫出實(shí)驗(yàn)步驟．

Answer 1

分析 （1）實(shí)物連接圖中，主要從電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用方法上考慮：
從電流表和電壓表的量程、連接方式、正負(fù)接線柱三個(gè)方面分析．
從滑動(dòng)變阻器的接線柱選擇和滑片位置分析．
（2）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值確定電流表的示數(shù)；根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．
（4）導(dǎo)線接在電流表兩端，會(huì)造成電流表短路，根據(jù)燈泡的亮暗可以判斷電路故障．
（5）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)電路，把定值電阻與燈泡并聯(lián)，當(dāng)定值電阻兩端的電壓為燈泡的額定電壓時(shí)燈泡正常工作，用電流表測兩支路的電流或測出一條之路和干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)得出通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI即可得出小燈泡的額定功率．

解答 解：（1）電壓表并聯(lián)在燈泡和滑動(dòng)變阻器的兩端，測燈泡和滑動(dòng)變阻器的總電壓，所以電壓表的“3”接線柱和滑動(dòng)變阻器右下端接線柱連接錯(cuò)誤，應(yīng)把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電壓表的“3”接線柱和燈泡右端接線柱連接，如下圖：

（2）當(dāng)小燈泡兩端的電壓為1V，電流為0.2A時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：U_{滑動(dòng)}=U-U_L=3V-1V=2V；
滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R_{滑動(dòng)}=$\frac{{U}_{滑動(dòng)}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以電流表的示數(shù)為0.24A；
燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（4）當(dāng)導(dǎo)線接在電流表的兩端時(shí)，就能排除電流表的故障，小燈泡不亮，說明是小燈泡的故障，小燈被燒壞而斷路．
（5）把定值電阻與燈泡并聯(lián)，定值電阻與其中一個(gè)電流表組合間接測電壓，另一個(gè)電流表測通過燈泡的電流或干路電流，電路圖如圖所示：

故答案為：（1）如上圖所示；（2）10；（3）0.24；0.6；（4）小燈泡斷路；（5）見上圖．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表量程的選擇、電流表的讀數(shù)、歐姆定律和電功率公式的計(jì)算、電路故障的判斷，以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，但都是我們必須掌握的內(nèi)容．