Question

3．圖甲是小明同學(xué)設(shè)計的測小燈泡電功率的實驗電路（燈泡額定電壓U_額=2.5V）．

（1）小明所接的實驗電路存在連接錯誤，但只需改動一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確，請你在應(yīng)改動的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法．
（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是C．
A．更換小燈泡           B．檢查開關(guān)是否閉合
C．移動滑動變阻器滑片    D．檢查電壓表是否斷路
（3）正確操作后，小燈泡發(fā)光，這時電壓表的示數(shù)為2V，則應(yīng)向右移動滑動變阻器的滑片，直到2.5V時為止，此時電流表的示數(shù)（如圖乙所示）為0.24A，則小燈泡的額定功率為0.6W．
（4）同組的小月同學(xué)也設(shè)計了一個電路圖（如圖丙），測出了該小燈泡正常發(fā)光時的功率，其中定值電阻的阻值R=25Ω，正確操作過程如下：
①只閉合開關(guān)S和S₂調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為I₁=0.1A
②閉合開關(guān)S和S₁，斷開開關(guān)S₂，保持滑動變阻器滑片的位置不動，讀出電流表示數(shù)為I₂，
③用測量值I₁、I₂和小燈泡額定電壓U_額，表示小燈泡的額定功率P_額=U_額（I₂-I₁）．

Answer 1

分析 （1）本實驗中電流表、燈泡、滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表測燈泡兩端電壓．由此分析并修改電路；
（2）在閉合開關(guān)前，滑動變阻器是在阻值最大處，電流表有示數(shù)，小燈泡不亮，說明電路中電阻太大；
（3）燈泡電壓等于額定電壓時正常發(fā)光，由串聯(lián)電路的分壓原理分析滑片的移動方向；讀出燈泡正常發(fā)光時電流，由P=UI計算其額定功率；
（4）由電路圖可知，電路中無電壓表，只有電流表；要測2.5V的小燈泡L的額定功率，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等進(jìn)行設(shè)計電路；即調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電路的電阻，使R與電流表示數(shù)的乘積為2.5V，再用電流表測出干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過燈泡的電流，最后利用P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）測小燈泡的功率實驗中電流表、燈泡、滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表測燈泡兩端電壓．由圖可知：電壓表與燈泡和滑動變阻器并聯(lián)了，所以將電壓表與滑動變阻器的左上接線柱相連的導(dǎo)線改接到燈泡右接線柱，如圖所示：

（2）正確的操作，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器是在阻值最大處，電流表有示數(shù)，小燈泡不亮，說明電路中電阻太大，故選C；
（3）小燈泡發(fā)光，這時電壓表的示數(shù)為2V，要使燈泡正常發(fā)需提高燈泡兩端電壓，由串聯(lián)電路的分壓原理可知應(yīng)將滑片向左移動，直到電壓表示數(shù)為2.5V為止；
由圖乙知電流表使用0～0.6A量程，分度值0.02A，所以燈泡正常發(fā)光時通過的電流為0.24A，
所以燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）由實驗電路圖可知主要測量步驟：
①閉合開關(guān)S和S₂，斷開S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表示數(shù)為I₁=$\frac{{U}_{額}}{R}$=$\frac{2.5V}{25Ω}$=0.1A；
②閉合開關(guān)S和S₁，斷開開關(guān)S₂，保持滑動變阻器的阻值不變，記錄此時電流表的示數(shù)為I₂；
③通過燈泡的電流I_L=I₂-I₁，則燈泡L的額定功率P=U_額（I₂-I₁）．
故答案為：（1）見上圖；（2）C；（3）電壓表示數(shù)為2.5V；0.24；0.6；（4）①S₂；0.1；②S₁；S₂；③U_額（I₂-I₁）．

點評 本題考查了電路連接和實驗操作、電流表的讀數(shù)以及電功率的計算等，要注意測量小燈泡額定功率的實驗，一般根據(jù)伏安法進(jìn)行實驗，若無電流表可根據(jù)串聯(lián)電流的電流特點進(jìn)行設(shè)計實驗；若無電壓表可根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點設(shè)計實驗．