Question

2．實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡，紅紅想測其額定功率，器材如圖乙所示．

（1）跟姐姐紅紅的實(shí)驗(yàn)電路圖，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖補(bǔ)充完整．
（2）紅紅連接完電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡微微發(fā)光，移動(dòng)滑片P，小燈泡亮度不改變，請(qǐng)幫助她分析原因：滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩接線柱了．
（3）解決上述問題后，閉合開關(guān)，電流表、電壓表如圖丙、丁所示，則電流表示數(shù)為0.24A，電壓表示數(shù)為2V，實(shí)際功率為0.28W．如想測出小燈泡的額定功率，滑片P應(yīng)向左（填“左”或“右”）端滑動(dòng)．
（4）紅紅在測小燈泡額定功率時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，想出一個(gè)解決方法，她從實(shí)驗(yàn)中選取一個(gè)阻值為5Ω的定值電阻R₀和另一個(gè)完好的電流表A₁，按如圖戊所示的電路進(jìn)行測量，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表A₁示數(shù)為0.5A時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；若此時(shí)電流表A的示數(shù)為0.8A，那么小燈泡的額定功率為0.75W．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路中，電壓表與被測燈泡并聯(lián)；
（2）根據(jù)電路現(xiàn)象分析電路故障原因；
（3）由圖示電表讀出其示數(shù)，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出燈泡電壓，然后由P=UI求出燈泡額定功率；
燈泡在實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)正常工作，由此根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)分析滑片移動(dòng)方向；
（4）根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律得到燈泡正常發(fā)光的電流，由P=UI計(jì)算小燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）測燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，由題燈泡額定電壓2.5V，所以電壓表使用0-3V量程，如圖所示：

（2）閉合開關(guān)，小燈泡微微發(fā)光，說明電路電流很小，電路總電阻很大；移動(dòng)滑片，小燈泡亮度都不改變，說明滑動(dòng)變阻器不能改變電路總電阻，可能是由于滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱，滑動(dòng)變阻器被接成定值電阻造成的；
（3）由題意可知，電壓表量程為0～3V，由圖示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為2V；由電路圖可知，電流表量程為0～0.6A，由圖示電流表可知，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A，燈泡額定功率P=UI=2V×0.24A=0.48W；
為使燈泡正常發(fā)光測得其額定功率，應(yīng)增大燈泡兩端電壓，由串聯(lián)電路的分壓原理可知，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器連入阻值，即滑片應(yīng)向左移動(dòng)；
（4）由圖R₀與燈泡并聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時(shí)，U_額=U₀=2.5V，
I_A1=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A，
由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，此時(shí)通過燈泡電流：I_L=I_A-I_A1=0.8A-0.5A=0.3A，
所以燈泡的額定功率：P_額=U_額I_L=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案為：（1）見上圖；（2）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩接線柱了；（3）0.24；2；0.48；（4）0.5；0.75．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、電表讀數(shù)、求燈泡額定功率；連接實(shí)物電路圖時(shí)要注意電表量程的選擇；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．
沒有電壓表測功率時(shí)，明白用電流表與已知阻值的電阻的組合間接測電壓是關(guān)鍵．