Question

如图甲是晓红设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图．已知电源电压U恒为6v，小灯泡额定电压为2.5v，小灯泡正常发光时通过的电流约为0.32A．

（1）请用笔画线代替导线，根据甲图原理将乙图中实物电路连接完整．
（2）当晓红连接好所有导线时，发现小灯泡立即发出耀眼的光，接着小灯泡烧坏，请你指出晓红连接电路时错误的操作：
①______；②______．
（3）晓红更换小灯泡，正确连接电路，闭合开关后，移动滑片P，灯泡正常发光时，通过灯泡的电流如图丙所示，求小灯泡的额定功率______W．
（4）晓红还想用原实验器材测量电阻丝R₁的阻值（约1Ω），滑动变阻器R的最大限值约为15Ω．她用电阻丝替换小灯泡，闭合开关后发现电压表已损坏，其他器材完好，还有一个开关S₂可用．请你在方框内画出测电阻丝R₁阻值的电路图，简述主要实验步骤并写出电阻R₁的最后表达式．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据灯泡额定电压与灯泡正常发光时的电流确定电表量程，把电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端．
（2）为保证电路安全，连接电路时，开关要断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值．
（3）由图丙所示电流表确定其分度值，读出电流表示数，然后由P=UI求出灯泡额定功率．
（4）把待测电阻丝与滑动变阻器串联接入电路，调节滑片，测出电路电流，求出电路总电阻；
然后保存滑片位置不变，只把滑动变阻器接入电路，测出电路电流，由欧姆定律求出滑动变阻器阻值；最后由串联电路特点求出电阻丝电阻．
解答：解：（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表选0～3V量程，灯泡正常发光时的电流约为0.32A，
电流表选0～0.6A量程，把电流表与滑动变阻器串连接入电路，电压表与灯泡并联，电路图如图1所示．
（2）连完导线，灯泡立即发光，说明电路是闭合的，连接电路时开关闭合；灯泡发出耀眼的光，
说明电路电流太大，电路电阻很小，滑动变阻器接入电路的阻值很小，滑动变阻器滑片没有调到最大阻值处．
（3）电流表量程为0～0.6A，由图丙所示电流表可知，其分度值是0.02A，示数为0.3A，
灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）实验电路图：实验电路图如图2所示；
实验步骤：按图示电路图连接电路；闭合开关S₁，断开S₂，移动滑片，读出电流表示数I；保持滑片位置不变，再闭合开关S₂，读出电流表示数I′；
∵I=，∴R=，开关S₁闭合，S₂断开时，电路总电阻R_总=R_滑+R₁==，开关S₁与S₂都闭合时，电阻R_滑==，则电阻R₁=R_总-R_滑=-；
故答案为：（1）电路图如图1所示；（2）连接电路时开关没有断开；连接电路时，滑动变阻器滑片没有移到最大位移处；
（3）0.75；（4）实验电路图如图2所示；实验步骤如上所述；R₁=-．

点评：连接实物电路图是要先确定电表的量程，电流表应串联接入电路，电压表应与被测电路并联；连接电路时开关要断开，滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值；对电表读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数．