Question

如圖所示是用電壓表和電流表測量某一小燈泡燈絲正常發(fā)光時(shí)的電阻和電功率所用的實(shí)物圖．該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為2.5V，電阻約為15Ω．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖中電路連接起來（要求：①連線不交叉；②滑片P向左移，燈泡變暗；③電流表、電壓表選擇合適的量程．）
（2）在連接電路時(shí)，開關(guān)S不應(yīng)該

閉合

．
（3）閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為1.2V，這時(shí)應(yīng)將滑片P向

右

端滑動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為

2.5

V時(shí)，再讀出電流表的示數(shù)，利用公式即可以算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻．
（4）已知電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖所示，該燈泡的額定功率為

0.35

W．
（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小陽發(fā)現(xiàn)電流表已損壞，但手邊還有另一只電壓表V₁和電阻箱（元件符號 ）可利用，請你幫助利用這些元件重新設(shè)計(jì)一個(gè)測定小燈泡額定功率的方案．
a．在方框內(nèi)畫出新設(shè)計(jì)的電路圖；
b．按新設(shè)計(jì)的電路圖連接好電路后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到阻值最大處，再閉合開關(guān)，然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P和

電阻箱

，使接在小燈泡兩端的電壓表 V 的示數(shù)為2.5V；
c．記下此時(shí)另一塊電壓表V₁的示數(shù)U和電阻箱連入電路中的阻值R₁；
d．根據(jù)所測數(shù)據(jù)，寫出計(jì)算小燈泡額定功率的表達(dá)式：P=

2.5×

U

R1

．

Answer 1

分析：（1）伏安法測燈泡電阻與電功率實(shí)驗(yàn)中，燈泡、滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流確定電流表量程，據(jù)此連接電路圖，連接電路圖時(shí)，注意電表正負(fù)接線柱不要接反．
（2）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開．
（3）電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，使燈泡電壓增大，直到電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓為止．
（4）與圖2所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數(shù)，由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．
（5）電流表損壞，可把燈泡與電阻箱串聯(lián)，兩只電壓表分別測燈泡與電阻箱電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律及電功率公式求出燈泡功率．

解答：解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表可選0～3V量程，燈泡正常發(fā)光時(shí)電流約為I=

U

R

=

2.5V

15Ω

≈0.17A，因此電流表可選0～0.6A量程，燈泡、滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖甲所示．
（2）在連接電路時(shí)，開關(guān)S不應(yīng)該閉合．
（3）電壓表示數(shù)為1.2V，小于燈泡額定電壓，由電路圖可知，應(yīng)向右移動(dòng)滑片，直到電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓2.5V為止．
（4）電流表量程是0～0.6A，由圖2可知，電流表分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.14A，
燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.14A=0.35W．
（5）a、燈泡與電阻箱串聯(lián)，兩只電壓表分別與燈泡、電阻箱并聯(lián)，電路圖如圖乙所示；
b、按新設(shè)計(jì)的電路圖連接好電路后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到阻值最大處，再閉合開關(guān)，然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P和電阻箱，使接在小燈泡兩端的電壓表 V 的示數(shù)為2.5V；
d、電路電流I=I₁=

U

R1

，燈泡額定功率P=U_LI=2.5V×

U

R1

；
故答案為：（1）實(shí)物電路圖如圖甲所示；（2）閉合；（3）右；2.5；（4）0.35；
（5）a、電路圖如圖乙所示；b、電阻箱；c、2.5×

U

R1

．

點(diǎn)評：本題考查了連接電路圖、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、電表讀數(shù)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、求燈泡功率等問題；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有一定的難度；連接實(shí)物圖時(shí)應(yīng)注意：①電壓表、電流表的正負(fù)極不要接反．②注意電壓表、電流表的量程不要接錯(cuò)．③滑動(dòng)變阻器的分壓與限流接法，滑片移動(dòng)時(shí)阻值的變化應(yīng)符合題意要求．④作圖要美觀，連線不要交叉．