Question

12．小明設(shè)計(jì)如圖甲所示電路測(cè)定小燈泡的功率，被測(cè)小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右，有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器R（50Ω 1A）、開關(guān)、導(dǎo)線．

（1）實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖甲（2）所示，則接下來的操作是將電流表指針調(diào)零．
（2）請(qǐng)你在圖甲（1）中補(bǔ)上兩根導(dǎo)線，將電路連接完整．
（3）正確操作后，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）做完此實(shí)驗(yàn)后，小麗還想測(cè)量一只阻值約為數(shù)百歐的電阻R_x的阻值，與其他同學(xué)討論后，她通過增加一電阻箱R₀（0～9999Ω 5A）、定值電阻（200Ω 2A）、單刀雙擲開關(guān)等器材，設(shè)計(jì)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(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，理由是可以多次測(cè)量取平均值，減小誤差．（電表為理想電表）

U/V	3.0	2.5	2.0	1.8	1.5	1.3
I/A	0.20	0.30	0.40	0.44	0.50	0.54

（5）某小組在一次實(shí)驗(yàn)探究中利用電壓表和電流表測(cè)得了多組數(shù)據(jù)，記錄如表，請(qǐng)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，判斷他們實(shí)驗(yàn)時(shí)的電路可能是圖中的哪一個(gè)C

Answer 1

分析 （1）由圖乙知電流表指針沒有指在零刻度線上，應(yīng)對(duì)電流表進(jìn)行調(diào)零，使指針指在零刻度線上；
（2）本實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡規(guī)格確定電表量程，由此連接實(shí)物；
（3）已知燈泡的額定電壓及電流，由P=UI可求出燈泡的額定功率；
（4）方案A通過R_x與R串聯(lián)，測(cè)得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關(guān)由a到b再調(diào)節(jié)電阻箱，電壓表示數(shù)與在a點(diǎn)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(cè)出電壓值，由串聯(lián)分壓公式可求R_x．調(diào)節(jié)電阻箱阻值，可以多次測(cè)量取平均值，以減小誤差；
（5）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)減小時(shí)，電流表的示數(shù)增大，分析四個(gè)電路圖，當(dāng)滑片移動(dòng)時(shí)的電壓表和電流表的變化得出答案．

解答 解：（1）由圖乙知電流表指針沒有指在零刻度線上，則接下來的操作是將電流表指針調(diào)零（或調(diào)零）；
（2）測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)；
由歐姆定律可知，燈泡正常發(fā)光電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表應(yīng)使用0-0.6A量程，滑動(dòng)變阻器一上一下接入電路中，如圖所示：

（3）由圖乙可知，電流表的量程0～0.6A，分度值，0.02A，示數(shù)I=0.3A，燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）方案A通過R_x與R串聯(lián)，測(cè)得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關(guān)由a到b再調(diào)節(jié)電阻箱，電壓表示數(shù)與在a點(diǎn)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(cè)出電壓值，由串聯(lián)分壓公式可求R_x．調(diào)節(jié)電阻箱阻值，可以多次測(cè)量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次測(cè)量求平均值，以減小誤差；
（5）AB．電壓表測(cè)量電源電壓，當(dāng)移動(dòng)滑片時(shí)，電壓表的示數(shù)不變，故A、B不符合題意；
CD．電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑片右移時(shí)，連入電阻變小，電路中的電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，即電流表的示數(shù)變大，由U=IR可知，定值電阻兩端電壓變大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，變阻器兩端電壓將變小，
即圖C中電流表示數(shù)變大時(shí)電壓表示數(shù)變小，圖D中電流表示數(shù)變大時(shí)電壓表的示數(shù)變大，故C符合，D不符合；
故答案為：（1）將電流表指針調(diào)零；（2）如上圖；（3）0.75W；（4）B；可以多次測(cè)量取平均值，減小誤差；（5）C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量小燈泡的功率還考查了電路的動(dòng)態(tài)分析，涉及到串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)表格數(shù)據(jù)獲取有用的信息．