在测定“小灯泡额定电功率的实验中.已知电源电压为6V.小灯泡的额定电压为2.5V.电阻约为10Ω.滑动变阻器标有“20Ω 1A 字样．(1)该实验的原理是P=UI．(2)如图1甲是小亮同学设计的电路图.请在图1甲圆圈中填上电表符号．(3)请将图1乙所示的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮)．(4)在正确连接电路时.开关� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

9．在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样．

（1）该实验的原理是P=UI．
（2）如图1甲是小亮同学设计的电路图，请在图1甲圆圈中填上电表符号．
（3）请将图1乙所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮）．
（4）在正确连接电路时，开关必须断开，滑动变阻器的滑片应移至C端（“C”或“D”）．
（5）实验中，小亮同学连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是灯泡开路．
（6）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数如图丙所示，为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向B端滑动（选填“A”或“B”）
（7）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图1丁所示，则小灯泡的额定功率是0.6W．
（8）完成上述实验后，又重新设计了电路如图2所示，测量另一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为I₁．（已知电源电压为U）．
①只闭合开关S₁，移动滑动变阻器R₂的滑片，使电流表示数为I₁；
②只闭合开关S₂，保持滑动变阻器R₂的滑片位置不变，调节滑动变阻器R₁的滑片，使电流表示数为I₁；再将滑动变阻器R₂的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I₂；
③则小灯泡的额定功率表达式为P_额=$\frac{U{I}_{{1}^{2}}}{{I}_{2}}$．

分析（1）测量电功率的原理是P=UI；
（2）与灯泡串联的是电流表，并联的是电压表；
（3）将变阻器串联在电路中，滑片向右滑动灯泡变亮，则电阻应变小，从而确定下面所接的接线柱；
（4）在连接电路中开关必须断开，将滑片移至最大阻值处；
（5）电流表示数几乎为零，说明电路断路，电压表示数接近电源电压说明和电压表并联的灯泡发生了断路．
（6）当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡的实际功率等于额定功率；
先根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数，然后根据串联电路分压的特点确定滑动变阻器移动的方向；
（7）电流表读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数，然后根据P=UI计算功率；
（8）读题明确此实验的原理是利用替代法，测出灯泡的电阻，再通过电功率的变形公式P=I²R可计算小灯泡的额定功率．

解答解：（1）该实验的测量原理是P=UI；
（2）与灯泡并联的为电压表，与其串联的是电流表，如图所示：

（3）将电流表串联在电路中，灯泡正常发光时的电流大约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电压表可选择0～0.6A的量程；
滑动变阻器串联在电路中，滑片向右移动时小灯变亮，下面应接右边的接线柱，如图所示：

（4）在正确连接电路时，开关必须断开，滑动变阻器的滑片应移至C，使其阻值最大；
（5）电流表示数接近零，说明电路断路，而电压表示数接近电源电压，说明和电压表并联的灯泡发生了断路．
（6）根据图甲可知，电压表为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯泡的额定电压，故需减小滑动变阻器分得的电压，即减小滑动变阻器接入电路的电阻，故将滑片向B移动；
（7）根据图乙可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；
灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（8）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：①只闭合开关S₁，移动滑动变阻器R₂的滑片，使电流表示数为I₁；
②只闭合开关S₂，保持滑动变阻器R₂的滑片位置不变，调节滑动变阻器R₁的滑片使电流表示数为I₁；
再将滑动变阻器R₂的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I₂；
③则小灯泡的电阻与变阻器R₁此时的电阻相同，即R_L=$\frac{U}{{I}_{2}}$，
小灯泡的额定功率P_额=I₁²R_灯=I₁²•$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{U{{I}_{1}}^{2}}{{I}_{2}}$．
故答案为；（1）P=UI；（2）见上图；（3）见上图；（4）断开；C；（5）灯泡开路；（6）2.2；B；（7）0.6；（8）$\frac{U{{I}_{1}}^{2}}{{I}_{2}}$．