Question

18．小華要測(cè)量額定電壓為2.5V 的小燈泡的電功率．
（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲的實(shí)物電路連接好．（要求閉合開關(guān)后，變阻器滑片向左滑動(dòng)時(shí)燈泡變暗）
（2）正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針幾乎不動(dòng)，電流表有明顯偏轉(zhuǎn)，故障原因可能是電壓表短路（或燈泡短路）．
（3）閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率為0.5W．在初中學(xué)習(xí)階段，我們通常把電流表的電阻近似看作0，把電壓表看作斷路，這是一種理想模型．實(shí)際上，電流表也有一定的阻值，電壓表中也有較小的電流，因此，我們用以上方法測(cè)出的小燈泡的額定功率比真實(shí)值偏大．
（4）沒(méi)有電壓表，小軍找了一個(gè)阻值為10Ω的定值電阻R，設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路圖也測(cè)出了小燈泡的功率．簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需測(cè)量的物理量并用相應(yīng)字母表示．
a．只閉合開關(guān)S₁和S₂，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表示數(shù)為0.25A時(shí)，小燈泡正常發(fā)光．
b．只閉合開關(guān)S₁和S₃，讀出電流表示數(shù)I．
c．P_燈=2.5V（I-0.25A）（用已知量和測(cè)量量表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，滑動(dòng)變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，注意電壓表正負(fù)接線柱不要接反，按要求連接滑動(dòng)變阻器．
（2）正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針幾乎不動(dòng)，電流表有明顯偏轉(zhuǎn)，故障原因可能是 電壓表短路（或燈泡短路）；
（3）當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由圖乙確定電流表量程、最小分度值，讀出電流表示數(shù)；然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；
電壓表直接并聯(lián)在燈泡兩端，因此電壓值為準(zhǔn)確值，電流表測(cè)量燈泡和電壓表中的電流之和，根據(jù)P=UI分析可知測(cè)量值與真實(shí)值之間的關(guān)系；

解答 解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，因此電壓表選0～3V量程，滑動(dòng)變阻器接B接線柱時(shí)，滑片向右移動(dòng)時(shí)接入電路的電阻變小，滑動(dòng)變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖所示：

（2）正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針幾乎不動(dòng)，電流表有明顯偏轉(zhuǎn)，故障原因可能是 電壓表短路（或燈泡短路；
（3）當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由圖乙可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.2A；
燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
因?yàn)殡娏鞅頊y(cè)量燈泡和電壓表中的電流之和，所以電流比真實(shí)值偏大，電壓等于真實(shí)值，根據(jù)P=UI可知，用以上方法測(cè)出的額定功率比真實(shí)值偏大．
（4）I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．只閉合開關(guān)S₁和S₂，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表示數(shù)為0.25A時(shí)，小燈泡正常發(fā)光．
b．只閉合開關(guān)S₁和S₃，讀出電流表示數(shù)I．
c．P_燈=UI_燈=2.5V（I-0.25A）．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）電壓表短路（或燈泡短路）；
（3）0.5；大；
（4）0.25；讀出電流表示數(shù)I；2.5V（I-0.25A）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接電路圖、電流表讀數(shù)、求燈泡電功率等問(wèn)題；對(duì)電流表讀數(shù)時(shí)，要先確定電流表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)，視線要與電流表刻度線垂直；連接電路圖時(shí)，要注意電壓表量程的選擇、滑動(dòng)變阻器的接法．