Question

4．小麗做測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)（小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣，電阻約10Ω）．
（1）圖甲所示是小麗連接的部分電路，請(qǐng)將電路連接完整．

（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)．若電路中僅有一處故障，這個(gè)故障可能是燈短路．
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.25A時(shí)，此時(shí)電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則燈泡兩端的電壓為2.3V，此時(shí)小燈泡的電功率為0.575W．要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右調(diào)節(jié)（選填“左”或“右”）．
（4）做完此實(shí)驗(yàn)后，小麗還想測(cè)量一只阻值約為數(shù)百歐的電阻Rx的阻值，與其他同學(xué)討論后，她通過(guò)增加一電阻箱R₀（0～9999Ω 5A）、定值電阻（200Ω2A）、單刀雙擲開關(guān)等器材，設(shè)計(jì)出了A、B兩種方案（如圖丙）．在A、B兩種方案中，方案B可以讓測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，理由是可以多次測(cè)量取平均值．（電表為理想電表）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)物圖可知，滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)量定值電阻兩端電壓，由歐姆定律求出燈正常工作時(shí)的電流確定電流表量程與燈串聯(lián)，據(jù)此完善電路圖；
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；電壓表無(wú)示數(shù)，據(jù)此判斷；
（3）根據(jù)圖乙電壓表量程確定分度值讀數(shù)，由P=UI求小燈泡功率；
燈在額定電壓下正常發(fā)光，比較2V與額定電壓的大小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；
（4）方案A通過(guò)R_x與R串聯(lián)，測(cè)得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關(guān)由a到b再調(diào)節(jié)電阻箱，電壓表示數(shù)與在a點(diǎn)相同，則可求得電阻值；
方案B先后把電壓表分別放在R_x和R₀兩端測(cè)出電壓值，由串聯(lián)分壓公式可求R_x．調(diào)節(jié)電阻箱阻值，可以多次測(cè)量取平均值，以減小誤差．

解答 解：（1）電壓表測(cè)量定值電阻兩端電壓，與燈泡并聯(lián)，電流表測(cè)量電路電流，燈正常工作時(shí)電流大小約為：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表用0-0.6A的量程，根據(jù)題意連接如下圖；

（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電壓表被短路，因此電路故障為燈泡短路；
（3）電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.3V；
此時(shí)小燈泡電功率：P=UI=2.3V×0.25A=0.575W；
要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)使小燈泡兩端電壓為額定電壓，由2.3V增大到2.5V，應(yīng)減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器阻值減小，故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)；
（4）方案A通過(guò)R_x與R串聯(lián)，測(cè)得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關(guān)由a到b再調(diào)節(jié)電阻箱，電壓表示數(shù)與在a點(diǎn)相同，則可求得電阻值；
方案B先后把電壓表分別放在R_x和R₀兩端測(cè)出電壓值，由串聯(lián)分壓公式可求R_x．調(diào)節(jié)電阻箱阻值，可以多次測(cè)量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次測(cè)量求平均值，以減小誤差．
故答案為：
（1）如上所示：
（2）燈短路；
（3）2.3；0.575；右；（4）B； 可以多次測(cè)量取平均值

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量小燈泡電功率，考查了實(shí)物圖的連接，故障分析、操作過(guò)程、電壓表的讀數(shù)，電功率計(jì)算以對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)估能力，綜合性強(qiáng)，是比較難的一道題．