Question

11．如圖甲是小莉用電壓表和電流表測定2.5V燈泡的額定功率的電路．
（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于左端（填“左”或“右”）．
（2）閉合開關后，小燈泡發(fā)光，但電壓表示數為0．經檢查，圖中a、b、c三根導線中有一根斷了，則該導線是c．（填寫字母）
（3）排除故障后測量燈泡額定功率：閉合開關，緩慢移動滑片，燈泡亮度逐漸變亮，直至電壓表讀數為2.5V時停止移動滑片，此時電流表的示數如圖乙所示，則燈泡的額定功率是0.5W，若此時將小燈泡換成“2.5V 0.6W”的另一小燈泡，那么該小燈泡的實際功率＜0.6W（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）若沒有電流表，小莉想利用一個電壓表和一個電阻箱測量小燈泡的額定功率．她選擇了滿足實驗要求的實驗器材，并按照圖丙所示的電路圖連接好實物．以下是她設計的實驗方案，請將它補充完整：
①只閉合開關S₁，移動變阻器的滑片P，使電壓表示數為2.5V；
②下一步操作是：斷開S₁、閉合S₂，調節(jié)電阻箱，當電壓表示數為2.5V時，讀出電阻箱連入電路的阻值R₀；
③利用上述測量出的物理量及已知量，寫出小燈泡額定功率的表達式是：P=$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．

Answer 1

分析 （1）閉合開關前滑片應移至最大阻值處，即離下面一個接線柱的距離最遠；
（2）小燈泡發(fā)光，說明電路為通路，然后根據電流流向確定發(fā)生斷路的導線；
（3）在測量小燈泡的電功率時，首先移動滑片，使得電壓表的示數等于小燈泡的額定電壓，然后根據電流表的示數得出小燈泡正常工作時的額定電功率；
（4）電源電壓已知，若測出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器的阻值，便可計算出燈泡正常發(fā)光時的電壓，從而可以根據P=UI計算出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）滑片應移至最大阻值處，由圖知，滑動變阻器下面一個接線柱接的是B，所以應將滑片移至左端；
（2）根據實物圖可知，電流從電源正極流出經過開關、滑動變阻器、導線d、導線c、燈泡、導線a、電流表回到電源負極，因此導線a、b完好，c發(fā)生了斷路；
（3）排除故障后測量燈泡額定功率：閉合開關，緩慢移動滑片，燈泡亮度逐漸 變亮，直至 電壓表讀數為2.5V時停止移動滑片，此時電流表的示數如圖乙所示，則燈泡的額定功率是 0.5W，若此時將小燈泡換成“2.5V 0.6W”的另一小燈泡，那么該小燈泡的實際功率＜0.6W；
（4）設計的實驗方案如下：
①只閉合開關 S₁，移動變阻器的滑片P，使電壓表示數為2.5V；
②斷開S₁、閉合S₂，調節(jié)電阻箱，當電壓表示數為2.5V時，讀出電阻箱連入電路的阻值R₀；
③小燈泡額定功率的表達式P=UI=U$\frac{U}{R}$=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）左；（2）c；（3）變亮；電壓表讀數為2.5V；0.5；＜；
（4）①S₁；②斷開S₁、閉合S₂，調節(jié)電阻箱；③$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．

點評 此題是“測量小燈泡的電功率”的實驗，考查了電壓表的連接及電流表的讀數，還考查了有關電功率的計算，其中（4）小題難度稍大，關鍵是想法得出小燈泡正常發(fā)光時燈泡兩端的電壓．