Question

16．在測定額定電壓為“2.5V”小燈泡電功率（正常發(fā)光時(shí)電阻約為8Ω）的實(shí)驗(yàn)中，電源為兩節(jié)新干電池．

（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開．請(qǐng)用筆畫線將圖乙電路連接完整，要求滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，接入電阻變�。�
（2）電路連接后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片（未達(dá)到最小阻值），發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則故障可能是燈泡短路．
（3）排除故障后，為了測量小燈泡的額定功率，調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡額定功率是0.75W．
（4）若實(shí)驗(yàn)中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小明選用一個(gè)R₀=5Ω的電阻，設(shè)計(jì)了如圖丁的電路及實(shí)驗(yàn)方案：
①調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為額定電壓；
②保持滑片位置不變，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，測出R₀兩端的電壓U₀，通過計(jì)算得到小燈泡的額定功率．
指出他的設(shè)計(jì)方案中存在的兩個(gè)問題：
問題一：無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，都不能使燈泡正常發(fā)光；問題二：只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，電壓表的正負(fù)接線柱接反，無法測出R₀兩端的電壓．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，連接電路過程中開關(guān)應(yīng)該斷開；
滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，接入電阻變小，則變阻器的下面應(yīng)接左邊的接線柱；
（2）發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，則電路為發(fā)生短路，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的用電器兩端無電壓，則與電壓表并聯(lián)的電路短路；
（3）要測燈泡的額定功率，應(yīng)使燈泡兩端的電壓等于其額定電壓；
根據(jù)圖丙讀出電流表的示數(shù)，由P=UI計(jì)算出燈泡的額定電功率；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)分析燈泡是否能夠正常發(fā)光；
電壓表并聯(lián)在電路中，電流應(yīng)由正接線柱流入，負(fù)接線柱流出．

解答 解：（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開；
將變阻器串聯(lián)在電路中，滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，接入電阻變小，則變阻器的下面應(yīng)接左邊的接線柱，如圖所示：

（2）燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則可能與電壓表并聯(lián)的燈泡短路；
（3）要測量燈泡的額定功率，應(yīng)使燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，則應(yīng)調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V；
由圖丙知，電流表選擇0～0.6A的量程，示數(shù)為0.3A；
則額定電功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由題意知，電源電壓約為3V，燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻約為8Ω，當(dāng)變阻器電阻為零時(shí)，設(shè)燈泡兩端的電壓為U，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)：
$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{3V-U}{{R}_{0}}$
即$\frac{U}{8Ω}$=$\frac{3V-U}{5Ω}$
解得：U≈1.8V，所以無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，都不能使燈泡正常發(fā)光；
保持滑片位置不變，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，電壓表的正負(fù)接線柱接反，無法測出R0兩端的電壓．
故答案為：（1）斷開；見上圖；（2）燈泡短路；（3）2.5；0.75；（4）無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，都不能使燈泡正常發(fā)光；只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，電壓表的正負(fù)接線柱接反，無法測出R₀兩端的電壓．

點(diǎn)評(píng) 本題是測量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、電路故障的分析、電流表的讀數(shù)及電功率的計(jì)算，同時(shí)考查了對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分析，關(guān)鍵掌握測量的原理及電表的使用方法．