Question

18．小華要測量額定電壓為2.5V 的小燈泡的電功率．
（1）請你用筆畫線代替導線，把圖甲的實物電路連接好．（要求閉合開關后，變阻器滑片向左滑動時燈泡變暗）
（2）正確連接電路后閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表指針幾乎不動，電流表有明顯偏轉(zhuǎn)，故障原因可能是電壓表短路（或燈泡短路）．
（3）閉合開關后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)為2.5V時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率為0.5W．在初中學習階段，我們通常把電流表的電阻近似看作0，把電壓表看作斷路，這是一種理想模型．實際上，電流表也有一定的阻值，電壓表中也有較小的電流，因此，我們用以上方法測出的小燈泡的額定功率比真實值偏大．
（4）沒有電壓表，小軍找了一個阻值為10Ω的定值電阻R，設計了圖丙所示的電路圖也測出了小燈泡的功率．簡述實驗過程中需測量的物理量并用相應字母表示．
a．只閉合開關S₁和S₂，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表示數(shù)為0.25A時，小燈泡正常發(fā)光．
b．只閉合開關S₁和S₃，讀出電流表示數(shù)I．
c．P_燈=2.5V（I-0.25A）（用已知量和測量量表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，滑動變阻器、開關串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，注意電壓表正負接線柱不要接反，按要求連接滑動變阻器．
（2）正確連接電路后閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表指針幾乎不動，電流表有明顯偏轉(zhuǎn)，故障原因可能是 電壓表短路（或燈泡短路）；
（3）當電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；由圖乙確定電流表量程、最小分度值，讀出電流表示數(shù)；然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；
電壓表直接并聯(lián)在燈泡兩端，因此電壓值為準確值，電流表測量燈泡和電壓表中的電流之和，根據(jù)P=UI分析可知測量值與真實值之間的關系；

解答 解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，因此電壓表選0～3V量程，滑動變阻器接B接線柱時，滑片向右移動時接入電路的電阻變小，滑動變阻器、開關串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖所示：

（2）正確連接電路后閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表指針幾乎不動，電流表有明顯偏轉(zhuǎn)，故障原因可能是 電壓表短路（或燈泡短路；
（3）當電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V時，燈泡正常發(fā)光；由圖乙可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.2A；
燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
因為電流表測量燈泡和電壓表中的電流之和，所以電流比真實值偏大，電壓等于真實值，根據(jù)P=UI可知，用以上方法測出的額定功率比真實值偏大．
（4）I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；
實驗步驟如下：
a．只閉合開關S₁和S₂，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表示數(shù)為0.25A時，小燈泡正常發(fā)光．
b．只閉合開關S₁和S₃，讀出電流表示數(shù)I．
c．P_燈=UI_燈=2.5V（I-0.25A）．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）電壓表短路（或燈泡短路）；
（3）0.5；大；
（4）0.25；讀出電流表示數(shù)I；2.5V（I-0.25A）．

點評 本題考查了連接電路圖、電流表讀數(shù)、求燈泡電功率等問題；對電流表讀數(shù)時，要先確定電流表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時，視線要與電流表刻度線垂直；連接電路圖時，要注意電壓表量程的選擇、滑動變阻器的接法．