20.一只小燈泡的額定電壓為2.0V,正常發(fā)光時的電阻約為8Ω.小明想測量這個小燈泡的額定功率,實驗室中有如下器材:一個電壓表、一個電流表、一個開關,電壓為6V的電源,滑動變阻器有A規(guī)格:“10Ω 2A”、B規(guī)格:“30Ω 1A”可選.導線若干.
(1)本實驗應該選擇B(選填“A”或“B”)規(guī)格的滑動變阻器.
(2)請用筆畫線代替導線,將圖甲所示電路連接完整(要求滑片向左滑動時變阻器阻值變小).
(3)小明在連接好電路的最后一根導線時,發(fā)現(xiàn)電壓表指針立刻偏到最大刻度處,小燈泡卻不亮,且電流表也沒有示數(shù),上述現(xiàn)象反映他在操作中存在的不規(guī)范之處是連接電路時,沒有斷開開關,出現(xiàn)上述故障的原因可能是燈泡斷路.
(4)排除故障后,小明發(fā)現(xiàn)他很幸運,電壓表并沒有因此而損壞.小明便開始進行測量,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片位置直到電壓表讀數(shù)為2.0V,小燈泡正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,則該小燈泡的額定功率為0.52W.
(5)完成上述實驗后,小明進行了反思,如果剛才電壓表被損壞了,能不能換成其他的實驗器材來完成實驗呢,經(jīng)過思考,他用了一個已知阻值為R
0的電阻和一個單刀雙擲開關,借助部分現(xiàn)有的實驗器材,設計了如圖丙所示的電路,也測出了燈泡的額定功率,請完成下列實驗步驟:
①閉合開關S
1,將S
2撥到觸點“1”,移動滑片,使電流表的示數(shù)為$\frac{2V}{{R}_{0}}$;
②再將開關S
2撥到觸點“2”,保持滑片的位置不動,讀出電流表的示數(shù)I;
③燈泡額定功率的表達式為P額=2V×(I-$\frac{2V}{{R}_{0}}$).(用已知量和測量量表示)