Question

6．如圖1所示為測(cè)定額定電壓為U₀=2.5V小燈泡額定功率的連線圖（其中滑動(dòng)變阻器和電壓表沒(méi)有接好）．

（1）請(qǐng)你按照閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑片P位于最右端的要求，將變阻器和電壓表接入電路．
（2）若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓表的示數(shù)為2.2V，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，滑片P應(yīng)向B端滑動(dòng)．（填“A”或“B”）
（3）當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖2所示，電流為0.32A，則燈泡的額定功率為0.8W．
（4）小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，他利用了一個(gè)阻值已知阻值的定值電阻R₀組成了如圖3所示電路．也測(cè)出了小燈泡L的額定功率．
①寫(xiě)出主要步驟及所測(cè)物理量（用字母表示）：
A：將開(kāi)關(guān)S與1相連，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表示數(shù)I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；
B：保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)S與b相連，記下電流表示數(shù)I₂；
②小燈泡額定功率表達(dá)式P=U₀（I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡的額定電壓選擇電壓表的量程；電壓表要并聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器按“一上一下”接入電路；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓表的示數(shù)為2.2V，為了增大小燈泡兩端的電壓，就應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，故將滑片向阻值減小的方向移動(dòng)；
（3）根據(jù)圖2所示，電流表所選的量程和其分度值，根據(jù)指針?biāo)�指位置即可讀出此時(shí)的電流，再利用P=UI即可計(jì)算出燈泡的額定功率；
（4）當(dāng)S接1位置時(shí)，電流表測(cè)定值電阻R₀的電流，移動(dòng)滑片P，使電流表示數(shù)與R₀的乘積為2.5V，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光；
保持滑片P不動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2位置時(shí)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)得出小燈泡的電流，根據(jù)P=UI得出小燈泡額定功率表達(dá)式．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器要串聯(lián)在電路中，并且按“一上一下”接入電路，故將滑動(dòng)變阻器的B接線柱與開(kāi)關(guān)的右接線柱連接，
小燈泡的額定電壓為2.5V＜3V，所以電壓表選擇的量程為0～3V，并將電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，如圖所示：

（2）若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓表的示數(shù)為2.2V，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，使小燈泡的電壓為2.5V，
則串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，將滑片P應(yīng)向B端滑動(dòng)，這樣燈泡兩端電壓增大，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小．
（3）根據(jù)圖2所示電流表所選量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，由指針位置可知此時(shí)電流為0.32A；
則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W．
（4）①由題意知，燈泡與定值電阻并聯(lián)，當(dāng)定值電阻兩端的電壓等于其額定電壓時(shí)，燈泡會(huì)正常發(fā)光，
A：將開(kāi)關(guān)S與1相連，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表示數(shù)I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光；
B：保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)S與b相連，記下電流表示數(shù)I₂，為干路電流；
②小燈泡的額定電流：I=I₂-I₁=I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，
小燈泡的額定功率：P=U₀I=U₀（I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$）．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；
（2）B；
（3）0.32；0.8；
（4）①A：將開(kāi)關(guān)S與1相連，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表示數(shù)I₁=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$；
B：保持滑動(dòng)變阻器滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)S與b相連，記下電流表示數(shù)I₂．
②U₀（I₂-$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$）．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)物電路的連接、電流表的讀數(shù)、歐姆定律和電功率計(jì)算公式的應(yīng)用等知識(shí)，同時(shí)還考查了利用定值電阻和電流表測(cè)量燈泡額定功率的原理，有一定的難度．