Question

16．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實驗電路的實物圖連接完整．
（2）檢查電路連接無誤，閉合開關后，燈泡不亮，電壓表有示數，電流表指針幾乎不動，產生這一現象的原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成如圖乙所示I-U圖象．根據圖象信息，小燈泡的額定功率為0.5W．
（4）依據圖乙所示的I-U圖象信息，還可以計算出此小燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻值為12.5Ω．
（5）小明又想測某未知電阻R_x的阻值，設計了如圖丙所示電路（R₀為已知阻值的定值電阻），并設計了如下實驗步驟，請幫他把缺少的步驟補全，并寫出R_x的表達式．實驗步驟：
A．按照設計的電路圖連接電路
B．斷開S₂、閉合S₁記錄電流表示數為I₁
C．斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數為I₂（或S₁和S₂都閉合記錄電流表示數為I₂）
表達式：R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）（用已知和測量的物理量的符號表示）．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律計算燈泡正常發(fā)光的電流，確定電流表量程，將電流表串聯入電路中；
（2）電路中無電流，則為斷路，電壓表有示數，則與電壓表并聯的之外部分一定完好；
（3）從圖象中查得額定電壓下的額定電流，根據P=UI計算額定功率；
（4）由歐姆定律計算燈泡正常發(fā)光時的電阻；
（5）在沒有電壓表時，使定值電阻與待測電阻并聯，根據開關的狀態(tài)、電流表的示數以及歐姆定律得出定值電阻兩端電壓，然后根據R=$\frac{U}{I}$計算出被測電阻的阻值．

解答 解：
（1）測燈泡電功率的實驗中，電流表應串聯在電路中，由歐姆定律可得燈泡正常發(fā)光電流約為：I′=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表應使用0-0.6A量程，實物連接如圖所示：
；
（2）電流表指針幾乎不動，說明電路有斷路，電壓表有示數，說明與電壓表并聯的之外部分一定完好，說明與電壓表并聯的燈泡斷路；
（3）燈泡電壓等于額定電壓時正常發(fā)光，由圖象得知，燈泡在2.5V下的電流為0.2A，
所以燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）由I=$\frac{U}{R}$可得燈泡正常發(fā)光的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
（5）實驗步驟：
A、按電路圖連接電路．
B、斷開S₂、閉合S₁記錄電流表示數為I₁；
C、斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數為I₂（或S₁和S₂都閉合記錄電流表示數為I₂）；
表達式：R_x=$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）0.5；（4）12.5；（5）C、斷開S₁、閉合S₂記錄電流表示數為I₂（或S₁和S₂都閉合記錄電流表示數為I₂）；$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}}$R₀（或$\frac{{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$R₀）．

點評 本題考查了實物圖的連接，電表的讀數，故障問題，功率計算，從圖象獲取信息的能力，從圖象中獲取信息的問題頻頻出現，一定要掌握這種能力．