Question

2．大兵老師帶同學(xué)去實驗室測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率．
（1）如圖甲是某同學(xué)沒有連接完成的實驗電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖補充完整（要求：閉合開關(guān)前需要將變阻器的滑片置于最右端）；
（2）實驗時細心的大兵老師提醒同學(xué)們“這個實驗最容易出現(xiàn)的問題是：連接電路后閉合開關(guān)，燈泡不亮．同學(xué)們可以根據(jù)電壓表、電流表的示數(shù)判斷故障的原因，若電流表、電壓表都有示數(shù)，且示數(shù)較小，說明電路是正常的，燈泡不亮的原因是滑動變阻器連入電路阻值較大；若電流表沒有示數(shù)，電壓表有較大示數(shù)，說明燈絲斷了或燈泡與燈座接觸不良．
（3）同學(xué)們將電路連接完成后，為了測量小燈泡的額定功率，接下來的操作是調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V，讀出并記下電流表示數(shù)，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；
（4）實驗中大兵老師發(fā)現(xiàn)小松同學(xué)沒有使用電壓表，而是用了兩個電流表和一個5Ω的電阻器R設(shè)計了如圖乙所示的電路，同樣測出了小燈泡的額定功率，具體操作是：閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片，使電流表A₁的示數(shù)為0.5A，小燈泡正常發(fā)光，若此時電流表A₂的示數(shù)為0.8A，則該燈泡的額定功率為0.75W．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前需要將變阻器的滑片置于最右端，說明應(yīng)將滑動變阻器的左下接線柱接入電路；根據(jù)燈泡的額定電壓選擇電壓表的量程，并將電壓表與燈泡并聯(lián)；
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路或燈泡之外存在斷路或電路電流太小，燈泡實際功率太小造成的，根據(jù)具體的電路現(xiàn)象找出電路故障原因．
（3）電路連接正確，測燈泡額定電功率的實驗正確操作是：移動滑片位置，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓，記錄電流表示數(shù)，然后由電功率公式求出燈泡額定功率．
（4）電流表A₁與定值電阻串聯(lián)，相當于電壓表，使并聯(lián)電路電壓等于燈泡額定電壓2.5V時燈泡可以正常發(fā)光，由歐姆定律可以求出電流表A₁的示數(shù)；然后由并聯(lián)電路的特點求出流過待測電阻的電流，然后由歐姆定律求出燈泡的功率．

解答 解：（1）滑片處于最右邊時，接入電路的電阻最大，將滑動變阻器的左下接線柱與開關(guān)右接線柱相連；因為燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選擇0～3V量程，所以將3V的接線柱與燈泡右接線柱相連，如下圖所示：

（2）如果滑動變阻器連入電路的阻值較大，電路電流很小，燈泡實際功率太小，不足以引起燈泡發(fā)光，則燈泡不亮，電流表與電壓表都有示數(shù)，但示數(shù)較��；如果燈泡斷路或燈泡與燈座接觸不良，則電路斷路，燈泡不亮，電路電流為零，電流表示數(shù)為零，電壓表與電源兩極相連，測電源兩端電壓，電壓表有示數(shù)且示數(shù)較大．
（3）為了測量燈泡在正常發(fā)光時的電功率，正確的操作步驟是：調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V，讀出并記下電流表示數(shù)，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．
（4）由電路圖知：定值電阻與燈泡并聯(lián)，它們兩端的電壓相等，當并聯(lián)電壓等于燈泡的額定電壓U_L=2.5V時，
燈泡正常發(fā)光，此時電流表A₁的示數(shù)I₁=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A；此時干路電流等于電流表A₂的示數(shù)為0.8A，則燈泡正常發(fā)光時的電流I_L=I₁-I₂=0.8A-0.5A=0.3A；
故燈泡的額定功率P=U_LI_L=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案為：（1）見上圖；（2）電流表、電壓表都有示數(shù)，且示數(shù)較�。浑娏鞅頉]有示數(shù)，電壓表有較大示數(shù)；（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V，讀出并記下電流表示數(shù)，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；（4）電流表A₁的示數(shù)為0.5A；0.75．

點評 本題考查了滑動變阻器的使用、燈泡正常發(fā)光的特點以及燈泡額定功率的計算等問題，燈泡只有在額定電壓下才能正常發(fā)光，如果燈泡的實際功率較小，不足以讓燈泡發(fā)光，只有燈泡功率達到一定值時燈泡才能正常發(fā)光．