Question

9．小煒和小粱用如圖1所示的電路做“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)，小燈泡上標(biāo)有“2.5V”的字樣，燈絲阻值約為10Ω．

（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖1（甲）所示的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路．
（2）小煒正確連接電路并檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，立刻要求老師更換燈泡．他的做法欠妥，正確的做法應(yīng)該是：將滑片向左移動(dòng)，看燈泡是否發(fā)光．
（3）解決了上述問(wèn)題后，小煒調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的讀數(shù)如圖1乙所示，則燈泡的額定功率為0.8W．
（4）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小梁設(shè)計(jì)了如圖2所示的電路，也測(cè)出了燈泡的額定功率．已知R₀=25Ω，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開(kāi)關(guān)S₁，斷開(kāi)S₂，移動(dòng)滑片，使電流表的示數(shù)為0.1A；
②再將開(kāi)關(guān)S₂閉合，S₁斷開(kāi)，保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電流表的示數(shù)I；
③燈泡額定功率的表達(dá)式為P_額=2.5×（I-0.1A）（用已知量和測(cè)量量表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$判斷電流的大小，從而判斷電流表的量程；滑動(dòng)電阻器按一上一下的原則連接；
（2）燈泡不亮，可能是電路沒(méi)有電流，有可能是電流太小，電阻太大；
（3）讀電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率；
（4）在沒(méi)有電壓表的情況下，利用電流表和定值電阻測(cè)燈泡的額定功率，首先使電流表的示數(shù)為額定電流，然后測(cè)出燈泡和定值電阻的總電流，用總電流減去
小燈泡的電流；

解答 解：（1）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A知，電流表應(yīng)選用0～0.6A的量程，滑動(dòng)變阻器按“一上一下”的原則接入電路；連接如下圖所示：

（2）燈泡不亮，可能是電路沒(méi)有電流，也有可能是電流太小，電阻太大，所以需要將滑片向左移動(dòng)，看燈泡是否發(fā)光來(lái)判斷是否為斷路；
（3）由（1）知電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以讀數(shù)為0.32A，已知U=2.5V，根據(jù)P=UI=2.5V×0.32A=0.8W得出燈泡的額定功率；
（4）在沒(méi)有電壓表的情況下，利用電流表和定值電阻也能測(cè)量額定功率，根據(jù)電路圖知當(dāng)只閉合s₁時(shí)，電流表只測(cè)定值電阻的電流移動(dòng)滑片當(dāng)電流表示數(shù)為0.1A時(shí)，根據(jù)U=IR=0.1A×25Ω=2.5V，此時(shí)燈正常發(fā)光；再閉合s₂，滑片位置不變，電流表測(cè)燈泡和定值電阻的總電流為I，故燈泡的額定功率為P_額=2.5V×（I-0.1A）．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）向左移動(dòng)滑片，觀察燈泡是否發(fā)光；（3）0.8；（4）①0.1；③2.5×（I-0.1A）

點(diǎn)評(píng) 伏安法測(cè)量燈泡功率是電學(xué)最重要的實(shí)驗(yàn)之一，此題考查了電路異常的處理、電路故障的判定、電壓表的讀數(shù)、串聯(lián)電路電壓與電阻的關(guān)系、額定功率的計(jì)算和電阻的計(jì)算，考查角度全面，涵蓋知識(shí)點(diǎn)多，具有代表性和典型性．