Question

5．在“測(cè)定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣：

（1）在圖甲所示的電路中，有一根導(dǎo)線尚未連接，請(qǐng)用筆線代替導(dǎo)線在圖中正確連接．要求連完最后一根導(dǎo)線后就能直接閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行試驗(yàn)．
（2）為了測(cè)出小燈的額定功率，在移動(dòng)滑片時(shí)，眼睛應(yīng)注意觀察電壓表的示數(shù)；
當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，示數(shù)為0.3 A，小燈泡燈的額定功率為0.75W．
（3）若實(shí)驗(yàn)中，小燈泡不發(fā)光，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表、電流表均無(wú)示數(shù)，通過(guò)檢測(cè)確定是燈泡或滑動(dòng)變阻器中的一處故障造成的，則電路故障可能是滑動(dòng)變阻器斷路．
（4）若電壓表?yè)p壞，現(xiàn)有阻值已知的定值電阻R₀，用圖丙所示的電路也可以測(cè)量小燈泡L的額定功率．請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完成下面的主要測(cè)量步驟：
①閉合開(kāi)關(guān)S和S₁，斷開(kāi)S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為I₀，以保證燈泡兩端的電壓為2.5V；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，閉合開(kāi)關(guān)S和S₂，保持保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變；記錄此時(shí)電流表的示數(shù)為I；
③則燈泡L的額定功率P=2.5V（I-I₀）．（用已知量和實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的字母表示）

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）為測(cè)小燈的額定功率，應(yīng)注意觀察電壓表的示數(shù)，使燈泡兩端的電壓為2.5V；根據(jù)電流表的量程和分度值讀出此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出小燈的額定功率；
（3）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路存在斷路；電壓表沒(méi)有有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源兩端不連接，說(shuō)明電壓表并聯(lián)電路之外電路存在斷路；綜合分析可知：電路故障是：滑動(dòng)變阻器斷路．
（4）由電路圖可知，電路中無(wú)電壓表，只有電流表；要測(cè)2.5V的小燈泡L的額定，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等進(jìn)行設(shè)計(jì)電路；即調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為I₀，以保證燈泡兩端的電壓為2.5V，再用電流表測(cè)出干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)燈泡的電流，最后利用P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器的下方接線柱與電源的正極相連，如下圖所示：

（2）要測(cè)出小燈的額定功率，應(yīng)在移動(dòng)滑片時(shí)，眼睛注意觀察電壓表的示數(shù)，使其達(dá)到2.5V；
由圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以小燈泡的額定電流為0.3A，
所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）電路連接好以后，閉合開(kāi)關(guān)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路是斷路，電壓表也無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源兩端不連接，
說(shuō)明電壓表并聯(lián)電路之外電路存在斷路，則電路出現(xiàn)的故障是：滑動(dòng)變阻器斷路；
（4）由實(shí)驗(yàn)電路圖可知主要測(cè)量步驟：
①閉合開(kāi)關(guān)S和S₁，斷開(kāi)S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為I₀，以保證燈泡兩端的電壓為2.5V；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，閉合開(kāi)關(guān)S和S₂，保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變；記錄此時(shí)電流表的示數(shù)為I；
③通過(guò)燈泡的電流I_L=I-I₀，則燈泡L的額定功率P=2.5（I-I₀）．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）電壓表；0.3；0.75； （3）滑動(dòng)變阻器斷路；（4）②保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變；③2.5V（I-I₀）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的連接和電流表的讀數(shù)以及電功率的計(jì)算等，要注意測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，一般根據(jù)伏安法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若無(wú)電流表可根據(jù)串聯(lián)電流的電流特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；若無(wú)電壓表可根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．