8.小明欲測(cè)量一只小燈泡的額定功率.器材如下:待測(cè)小燈泡(額定電壓為2.5V)、電源(電壓恒為6V)、電流表(0~0.6A、0~3A)、電壓表(0~3V、0~15V)、標(biāo)有“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器A和標(biāo)有“×Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器B(阻值不變)、開關(guān)各一只,導(dǎo)線若干.

(1)如圖甲所示是小明用滑動(dòng)變阻器A接入電路,開始時(shí)連接的電路,仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)該電路存在連接錯(cuò)誤,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“X”,并用筆畫線代替導(dǎo)線在原圖上畫出正確的接法.
(2)電路連接正確后,閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù),接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是A.
A.檢查燈泡是否斷路                  B.檢查燈泡是否短路
C.檢查開關(guān)是否閉合                  D.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片
(3)正確操作后,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定功率為0.75W.
(4)小明還想換一種方法測(cè)定該小燈泡的額定功率,他首先斷開開關(guān),保持滑動(dòng)變阻器A的滑片位置不變,用滑動(dòng)變阻器B替換小燈泡,試觸后電壓表的示數(shù)未超過(guò)3V,再閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器B,使電壓表示數(shù)為2.5V,接著保持滑動(dòng)變阻器B的滑片位置不變,把另一只滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大端,此時(shí)電壓表示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡的額定電功率為0.5W.

分析 (1)原電路圖中,電流表與燈并聯(lián)了;
(2)若電壓表有示數(shù),說(shuō)明電壓表與電源能相通,若無(wú)示數(shù),說(shuō)明電壓表與電源不能相通;
(3)認(rèn)清電流表小量程分度值讀數(shù),根據(jù)=UI求燈的額定功率;
(4)本實(shí)驗(yàn)采用等效替代法測(cè)燈泡電阻,即用滑動(dòng)變阻器B替代燈泡與A滑動(dòng)變阻器串聯(lián),移動(dòng)變阻器B滑片的位置,當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V后,要控制B的滑片不動(dòng),由題目條件,根據(jù)歐姆定律求出B連入阻值,即為燈正常工作時(shí)的電阻,根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率.

解答 解:(1)燈應(yīng)與電壓表并聯(lián),電流表串聯(lián)在電路中,故連接燈的左接線柱與電源負(fù)極的連線有誤,將上面錯(cuò)誤的導(dǎo)線
連接電源負(fù)極的線改接在變阻器金屬桿的左接線柱即可,如右所示:
(2)電壓表并聯(lián)在燈的兩端有示數(shù),而燈不亮,說(shuō)明小燈泡的所在的支路斷路,故應(yīng)檢查燈泡是否斷路.故選A;
(3)電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)小明還想換一種方法測(cè)定該小燈泡的額定功率,他首先斷開開關(guān),保持滑動(dòng)變阻器A的滑片位置不變,用滑動(dòng)變阻器B替換小燈泡,試觸后電壓表的示數(shù)未超過(guò)3V,再閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器B使電壓表示數(shù)為2.5V,此時(shí)變阻器B連入電路中的電阻大小即為燈正常工作時(shí)電阻的大;
保持滑動(dòng)變阻器B的滑片位置不變,把滑動(dòng)變阻器A的滑片移到阻值最大端,即RA=50Ω,此時(shí)電壓表示數(shù)
UB=1.2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),變阻器A的電壓UA=6V-1.2V=4.8V,根據(jù)分壓原理,則小燈泡的額定電功率為$\frac{{U}_{B}}{{U}_{A}}$=$\frac{{R}_{B}}{{R}_{A}}$,此時(shí)變阻器B連入電路中的阻值RB=$\frac{{U}_{B}}{{U}_{A}}$×RA=$\frac{1.2}{4.8}$×50Ω=12.5Ω,小燈泡的額定功率
PL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{R}_{B}}$=$\frac{(2.5V)^{2}}{12.5Ω}$=0.5W.
故答案為:(1)如上圖所示;
(2)A;
(3)0.75;
(4)B;B;0.5.

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量小燈泡的額定電功率,考查電路的連接、故障的分析與判斷、等效替代法及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力,綜合性較強(qiáng),屬于壓軸題.

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