Question

4．小麗做測量小燈泡電功率的實驗（小燈泡標有“2.5V”字樣，電阻約10Ω）．
（1）圖甲所示是小麗連接的部分電路，請將電路連接完整．

（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)．若電路中僅有一處故障，這個故障可能是燈短路．
（3）實驗過程中，當電流表的示數(shù)為0.25A時，此時電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則燈泡兩端的電壓為2.3V，此時小燈泡的電功率為0.575W．要使小燈泡正常發(fā)光，應將滑動變阻器的滑片P向右調節(jié)（選填“左”或“右”）．
（4）做完此實驗后，小麗還想測量一只阻值約為數(shù)百歐的電阻Rx的阻值，與其他同學討論后，她通過增加一電阻箱R₀（0～9999Ω 5A）、定值電阻（200Ω2A）、單刀雙擲開關等器材，設計出了A、B兩種方案（如圖丙）．在A、B兩種方案中，方案B可以讓測量結果更準確，理由是可以多次測量取平均值．（電表為理想電表）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實物圖可知，滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表測量定值電阻兩端電壓，由歐姆定律求出燈正常工作時的電流確定電流表量程與燈串聯(lián)，據(jù)此完善電路圖；
（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說明電路為通路；電壓表無示數(shù)，據(jù)此判斷；
（3）根據(jù)圖乙電壓表量程確定分度值讀數(shù)，由P=UI求小燈泡功率；
燈在額定電壓下正常發(fā)光，比較2V與額定電壓的大小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結合分壓原理確定滑片移動的方向；
（4）方案A通過R_x與R串聯(lián)，測得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關由a到b再調節(jié)電阻箱，電壓表示數(shù)與在a點相同，則可求得電阻值；
方案B先后把電壓表分別放在R_x和R₀兩端測出電壓值，由串聯(lián)分壓公式可求R_x．調節(jié)電阻箱阻值，可以多次測量取平均值，以減小誤差．

解答 解：（1）電壓表測量定值電阻兩端電壓，與燈泡并聯(lián)，電流表測量電路電流，燈正常工作時電流大小約為：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表用0-0.6A的量程，根據(jù)題意連接如下圖；

（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說明電路為通路；電壓表無示數(shù)，說明電壓表被短路，因此電路故障為燈泡短路；
（3）電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.3V；
此時小燈泡電功率：P=UI=2.3V×0.25A=0.575W；
要使小燈泡正常發(fā)光，應使小燈泡兩端電壓為額定電壓，由2.3V增大到2.5V，應減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，應使滑動變阻器阻值減小，故應將滑動變阻器的滑片P向右移動；
（4）方案A通過R_x與R串聯(lián)，測得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關由a到b再調節(jié)電阻箱，電壓表示數(shù)與在a點相同，則可求得電阻值；
方案B先后把電壓表分別放在R_x和R₀兩端測出電壓值，由串聯(lián)分壓公式可求R_x．調節(jié)電阻箱阻值，可以多次測量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次測量求平均值，以減小誤差．
故答案為：
（1）如上所示：
（2）燈短路；
（3）2.3；0.575；右；（4）B； 可以多次測量取平均值

點評 本題測量小燈泡電功率，考查了實物圖的連接，故障分析、操作過程、電壓表的讀數(shù)，電功率計算以對實驗方案的評估能力，綜合性強，是比較難的一道題．