Question

5．在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓恒為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．

（1）小明接好如圖甲所示的部分電路，在電路中還有兩根導(dǎo)線沒連好，請你用筆劃線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整（要求變阻器的滑片在B端時電阻最大）．
（2）接好電路后閉合開關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示，為了測出小燈泡的額定功率，他應(yīng)該把滑動變阻器的滑片向以A（A/B）移動．
（3）小明將實驗中收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象填入表中．

實驗次數(shù)	電壓/V	電流/A	光暗情況
1	1	0.16	暗
2	1.5	0.22	較亮
3	2.5	0.28	亮

實驗結(jié)束后，他與同學(xué)還進(jìn)行了討論和交流：
①小紅同學(xué)認(rèn)為該實驗可以用來“探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”，小華則認(rèn)為必須把燈泡換成定值電阻才行，大家通過討論肯定了小華的說法．
②小強(qiáng)發(fā)現(xiàn)電壓表損壞了，老師告訴他己經(jīng)沒有電壓表可換了，而給了他一個已知電阻值為R₀的定值電阻和一個單刀雙擲開關(guān)．小強(qiáng)重新設(shè)計了如圖丙所示的電路，在不改變電路連接的情況下，也能正確測出小燈泡的額定功率．正確連接電路后，接下來的實驗步驟是：
A．閉合開關(guān)S、S₁與a相連，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表示數(shù)I₁=$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$；
B．保持滑片的位置不動，S₁與b相連記下電流表示數(shù)I₂；
C．小燈泡額定功率的表達(dá)式P=2.5V×（I₂-$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$）（用己知和測量的物理量的符號表示）．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)；
（2）讀出電壓表的示數(shù)，低于額定電壓，要增大電壓表的示數(shù)，從而需減小滑動變阻器，確定滑片的移動方向；
（3）要探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)保持電阻的阻值不變；
測出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓知識得知燈泡兩端的電壓，測出干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的特點得出燈泡的電流，從而根據(jù)P=UI得出燈泡的功率．

解答 解：（1）將電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，變阻器的滑片在B端時電阻最大，則變阻器的下面應(yīng)連接左端的A接線柱，如圖所示：

（2）由圖乙所示，電壓表的量程為0～3V，示數(shù)為2V，低于燈泡的額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，將滑片向A端滑動；
（3）①探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)保持導(dǎo)體的阻值不變，而燈絲的電阻與溫度有關(guān)，所以應(yīng)把燈泡換成定值電阻，故小華的對；
②A、由題意知，燈泡與定值電阻并聯(lián)，當(dāng)定值電阻兩端的電壓等于2.5V時，燈泡會正常發(fā)光，閉合開關(guān)S、S₁與a相連，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表示數(shù)I₁=$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$；
B、應(yīng)保持滑動變阻器滑片的位置不變，S₁與b相連，記下電流表示數(shù)I₂，為干路電流；
C、小燈泡的額定電流為I=I₂-I₁=I₂-$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×（I₂-$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$）．
故答案為：（1）見上圖；（2）A；（3）①小華；②A、$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$；B、滑片的位置不動；S₁與b相連；C、2.5V×（I₂-$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$）

點評 此題是測量燈泡的額定功率實驗，考查了電壓表和滑動變阻器的連接及使用，（3）問中，在沒有電壓表的情況下可利用電流表和定值電阻來代替電壓表．