Question

19．小華測量小燈泡功率的實驗，所用小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）小華連接的電路如圖甲所示，其中有一根導線連接不規(guī)范，導致開關沒有閉合時電壓表就有讀數．請在這根導線上打“×”，并用筆畫線代替導線，將其改正．
（2）實驗中測出小燈泡在U=2.0V時的功率后，要測量其額定功率，應向右（左/右）移動滑動變阻器的滑片．當電壓表示數達到額定電壓時，電流表示數如圖乙所示，其值為0.26A，則小燈泡的額定功率為0.65W．
（3）測量結束后，應斷開開關，先拆除電源兩端的導線，再拆除其他導線．
（4）實驗時某小組學生發(fā)現電流表損壞，他們想設計一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實驗．于是向老師要了一個阻值為R₀的定值電阻（阻值適當）和一個單刀雙擲開關，借助原有的實驗器材，設計了如圖丙所示的實驗，順利完成了實驗．
①連接好實驗電路，閉合開關S₁，將開關S₂撥到觸點1（選填1、2），移動滑片，直到電壓表示數為2.5V；②再將開關S₂撥到觸點2（選填1、2），保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數為U₁
③寫出燈泡額定功率的表達式P_額=$\frac{2.5V×（{U}_{1}-2.5V）}{{R}_{0}}$（用已知量和所測量表示）．

Answer 1

分析 （1）根據乙圖可知電壓表的連接不規(guī)范，電壓表應直接測燈泡兩端電壓；
（2）測額定功率，要讓燈泡兩端電壓達到額定電壓，需增大燈泡兩端電壓，減小滑動變阻器兩端的電壓，由此根據分壓原理判斷滑片的移動方向；
由圖丙電流表讀出其示數，然后由P=UI求出燈泡額定功率；
（3）電源兩極不可以直接用導線連接；實驗結束后，應將先拆除電源，然后再拆除其余導線．
（4）在沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯，首先使燈泡兩端的電壓等于2.5V，然后測出此時定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據P=UI計算出燈泡的額定電功率．

解答 解：（1）由圖乙所示電路圖可知，電壓表連線錯誤，電壓表與電源兩極相連接，在閉合開關前，電壓表有示數，修改后的電路圖如圖所示：
；
（2）電壓表示數為2V，小于燈泡額定電壓，為測燈泡額定功率，需增大燈泡兩端電壓，減小滑動變阻器兩端的電壓，由串聯電路的分壓原理，由圖應向右移動滑片，使電壓表示數等于燈泡額定電壓2.5V；
由圖丙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.26A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（3）實驗結束后，應將先將電源拆除，確保電路不會形成通路；
（4）①首先使燈泡兩端的電壓為2.5V，使其正常發(fā)光，所以閉合開關S_l，將S₂撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為2.5V；
②再測定值電阻兩端的電壓，將開關S₂撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U₁，則定值電阻兩端的電壓為U₁-2.5V；
③電路中的電流I=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$；則燈泡額定功率的表達式為P_額=2.5V×I=$\frac{2.5V×（{U}_{1}-2.5V）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）電壓；見上圖；（2）右；0.26；0.65；（3）電源；（4）①1；電壓表示數為2.5V；②2；③$\frac{2.5V×（{U}_{1}-2.5V）}{{R}_{0}}$．

點評 本題測量小燈泡的額定功率，考查電路的連接、操作過程、功率的計算，特殊方法測量功率是中考的熱點問題．