Question

14．小芳到實驗室做“測量小燈泡額定功率”的實驗時，老師只給她提供了如下器材：標(biāo)有“2.5V”的小燈泡、電源、滑動變阻器、開關(guān)、兩個電壓表（沒有電流表）、阻值為10Ω的定值電阻R₀、導(dǎo)線若干．她根據(jù)所給定的器材經(jīng)過認(rèn)真思考后設(shè)計了正確的實驗電路，如圖甲是該電路的不完整電路圖．

（1）請你將圖甲中電路圖補充完整．
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器調(diào)至阻值最大的位置．
（3）閉合開關(guān)后，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表V₁的示數(shù)為2.5V，此時電壓表V₂的示數(shù)如圖乙所示，是2.4V．
（4）小燈泡的額定功率為0.6W．
（5）她還進(jìn)一步設(shè)計出了只有電流表沒有電壓表解決這個問題的方法，其電路如圖丙所示，R₀=10Ω，并認(rèn)為關(guān)鍵的一步是必須調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A₂的示數(shù)為0.25A時，再讀出電流表A₁的示數(shù)，才能計算小燈泡的額定功率．

Answer 1

分析 （1）電壓表應(yīng)并聯(lián)到用電器的兩端；
（2）為了保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器阻值調(diào)至最大；
（3）燈泡正常發(fā)光時其兩端的電壓等于額定電壓；根據(jù)電壓表的量程和分度值讀數(shù)；
（4）根據(jù)定值電阻兩端的電壓和電阻求出電流，根據(jù)公式P=UI求出額定功率；
（5）根據(jù)歐姆定律求出電流．

解答 解：（1）由題意可知，實驗中有兩個電壓表，沒有電流表，根據(jù)根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點，利用另一只電壓表和定值電阻可間接測得電流，故把另一只電壓表并聯(lián)在R₀的兩端，如圖所示：

（2）為了保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器阻值調(diào)至最大；
（3）小燈泡的額定電壓為2.5V，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表V₁的示數(shù)為2.5V；由圖可知，電壓表V₂的量程為0-3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V．
（4）串聯(lián)電路中的電流為：I=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.4V}{10Ω}$=0.24A；
燈泡的額定功率為：P=U_額I=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）要使小燈泡正常發(fā)光，則并聯(lián)電路的電壓為2.5V，
則通過定值電阻的電流為：I'=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；即電流表A₂的示數(shù)為0.25A．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）最大；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25．

點評 此題主要考查學(xué)生對于伏安法測電功率實驗的理解和掌握，關(guān)鍵是單只電表與定值電阻如何測量待測量．屬于難題．