Question

在“测量小灯泡的功率”的实验中，小明同学选用的电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（2）小明连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处______、______．
（3）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为______V；若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为______V．某同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W．
（4）小明的同学小惠在借助上述实验器材完成实验时，不小心将电流表损坏，由于没有多余的电流表更换，老师取走电流表，并拿来一个电阻箱代替滑动变阻器接在原电路中；当小灯泡在额定电压下工作时，电阻箱接入电路的阻值为R₀，则可推导出小灯泡额定功率的表达式______．（电源电压恒定不变）

Answer 1

解：（1）灯泡正常发光时的电流I===0.25A，电流表的量程应选0～0.6A；把灯泡与电流表串连接入电路，如图所示．
（2）连接好最后一根导线，灯泡立即发光，这是连接电路时没有断开开关造成的；灯泡发出明亮耀眼的光，说明灯泡实际功率很大，电路电流很大，电路电阻很小，这是连接电路时滑动变阻器滑片没有移到最大阻值处造成的．
（3）由图乙知，电压表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V；要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向B端移动，使电压表的示数为2.5V；
由图丙所示I-U图象可知，灯泡额定电压U=2.5V，所对应的电流I=0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）当小灯泡在额定电压下工作时，电阻箱两端的电压U_电阻箱=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
电路中的电流：I==，
灯泡的额定功率：P=U_LI=2.5×=．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）连接电路时没有断开开关；连接电路时滑动变阻器滑片没有移到最大阻值处；
（3）2.2；B；2.5；0.5；（4）．
分析：（1）根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，把电流表串联接入电路．
（2）连接电路时要断开开关，滑片要移到最大阻值处．
（3）由图乙所示电压表确定其量程与分度值，读出其示数；根据电压表示数与灯泡额定功率的关系确定滑片的移动方向，知道电压表示数等于灯泡额定电压为止；由图丙所示图象求出灯泡额定电压所对应的电流，由P=UI求出灯泡额定功率．
（4）由题意可知，电阻箱与灯泡串联，根据串联电路的电压特点求出当小灯泡在额定电压下工作时电阻箱两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P=UI得出小灯泡额定功率的表达式．
点评：本题考查了“测定小灯泡的额定功率”的实验，涉及到了电流表量程的选择、实物电路图的连接、电压表的读数，功率计算、从图象获取信息的能力等，综合性强．