Question

7．小紅用一只標(biāo)有2.5V字樣的小燈泡練習(xí)測定小燈泡的電功率．

（1）小紅完成的電路連接如圖1所示，閉合開關(guān)前滑動變阻的滑片P應(yīng)置于左（選填“左”或“右”）端；
（2）小紅閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變．經(jīng)檢查電路連接無誤，且導(dǎo)線無接觸不良之處，產(chǎn)生這種故障原因是燈泡斷路．
（3）排除故障后，為測定小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使得電壓表示數(shù)為2.5V．若此時電流表的示數(shù)如圖2所示，則該小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）小紅還想利用上述實(shí)驗(yàn)裝置測量一段電爐絲的電阻R_x，可是連接電路時發(fā)現(xiàn)電流表已燒壞，原電路不能使用．
①請你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值為R₀的滑動變阻器、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干），幫助小紅設(shè)計一個不用改變電壓表位置就能測出這段電爐絲電阻的電路．把你設(shè)計的實(shí)驗(yàn)電路圖畫在上面的虛線框內(nèi)（電爐絲的符號用電阻的符號表示）．
②連接好電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)滑片P在阻值最大端時，記下電壓表的示數(shù)為U₁；滑片P在阻值最小端時，記下電壓表的示數(shù)為U₂，則計算電爐絲電阻的表達(dá)式是：R_x=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前滑動變阻的滑片P應(yīng)置于最大值處；
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡斷路或燈泡之外的電路斷路；電流表無示數(shù)，可能是電流表斷路或電流表之外的電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知電路故障為燈泡斷路．
（3）燈泡正常發(fā)光時電壓等于其額定電壓；確定電流表的量程、最小分度值，讀出電流表示數(shù)，由公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）由題意可將滑動變阻器和待測電阻串聯(lián)，用電壓表和待測電阻并聯(lián)．
將滑動變阻器調(diào)到最小、最大兩個位置，讀出電壓表讀數(shù)U₁、U₂，利用串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計算待測電阻的阻值．

解答 解：
（1）為了保護(hù)電路，由圖1知，閉合開關(guān)前滑動變阻的滑片P應(yīng)置于最大值左端；
（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電路可能有斷路發(fā)生，電壓表有示數(shù)，說明電壓表到電源間是通路，且任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變而經(jīng)檢查導(dǎo)線無接觸不良之處，電路連接正確，產(chǎn)生這種故障原因是燈泡斷路；
（3）為測定小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使得燈泡電壓達(dá)到額定電壓，即電壓表示數(shù)為2.5V；
由圖知；電流表量程是0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)I=0.3A，
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）①如圖所示：把滑動變阻器和待測電阻串聯(lián)，電壓表和待測電阻并聯(lián)．

②閉合電路，先調(diào)節(jié)滑動變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數(shù)U₁也就是電源電壓；
再調(diào)節(jié)滑動變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數(shù)U₂，則此時電路電流為$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{R}_{0}}$；
待測電阻R_x=$\frac{{U}_{2}}{\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{R}_{0}}}$=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$．
故答案為：（1）左；（2）燈泡斷路；（3）2.5； 0.75；（4）①見上圖； ②$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$．

點(diǎn)評 本題是測燈泡功率的實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、故障判斷、實(shí)驗(yàn)操作、電表讀數(shù)和功率的計算，還考查了特殊方法測阻值，考查知識點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，本實(shí)驗(yàn)是中考中�？嫉膶�(shí)驗(yàn)，要掌握好．