Question

18．圖甲是“測量小燈泡額定功率”的實驗電路圖，小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）圖甲中只有一根導線的一個接頭接錯，請在錯誤處畫“x”，并在圖上改正．
（2）電路修改正確后，閉合開關前，將圖甲中的滑動電阻器滑片調到最右端（選填“左端”“右端”“中間”），閉合開關后，緩慢移動滑片，直至電壓表示數(shù)為2.5V時停止移動滑片．
（3）完成上述實驗后，小麗的小組又設計了如圖乙所示的實驗電路，借助實驗室的器材，同樣測出了小燈泡正常發(fā)光時電功率，請你完成下列實驗步驟：
①接好實驗電路，閉合開關S₁，將開關S₂撥到觸點1（選填“1”或“2”）移動滑片，使電壓表的示數(shù)為燈泡的額定電壓U₁．
②滑片的位置保持不動，再將開關S₂撥到另一個觸點讀出電壓表的示數(shù)為U₂；
③小燈泡正常發(fā)光時功率的表達式P=$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$（用U₁、U₂、R₀表示）．

Answer 1

分析 （1）本實驗中電壓表應與燈泡并聯(lián)，電流表應與燈泡串聯(lián)，由此修改電路連接；
（2）閉合開關前，應將滑片滑到最大值處；燈泡正常發(fā)光時電壓等于額定電壓；
（3）在沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的燈泡的額定電壓，然后測出此時定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定電功率．

解答 解：
（1）測量小燈泡額定功率的實驗，電壓表應與燈泡并聯(lián)，電流表應與燈泡串聯(lián)，由此改接電路如圖所示：
；
（2）為了保護電路，閉合開關前，應將滑片滑到最大值右端；燈泡正常發(fā)光時電壓等于額定電壓，所以閉合開關后，緩慢移動滑片，直至電壓表示數(shù)為2.5V時停止移動滑片；
（3）①閉合開關S_l，將S₂撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為燈泡的額定電壓U₁；
②滑片的位置保持不動，再將開關S₂撥到另一個觸點讀出電壓表的示數(shù)為U₂；
③由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得，此時電路中的電流I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$，
由P=UI可得，小燈泡正常發(fā)光時功率的表達式為：
P=U₁×$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）見上圖；（2）右端；電壓表示數(shù)為2.5V；（3）1；$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$．

點評 此題考查了實物電路的連接、實驗注意事項和操作，同時考查了在沒有電流表的情況下，電功率的測量方法，這是本題的難點．