题目内容

11．小明利用如图甲所示的实验器材测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω，实验器材有电流表、电压表、电源（电压恒为3V）、开关一个，滑动变阻器一个，导线若干．

（1）请你用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整．
（2）连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中①、②两根导线有一根接触不良，则该导线是②．
（3）排除故障后，闭合开关，测量小灯泡额定功率，移动变阻器的滑片P，眼睛应先注视表的示数，使小灯泡正常发光，如果此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为0.75W．
【拓展】电压表已损坏，小明多用了一个开关和滑动变阻器也测出了小灯泡的额定功率（电源电压用U表示，小灯泡的电阻不随温度的变化而变化）．如图乙为他设计的电路图，请写出实验步骤和额定功率的表达式．
步骤①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数I=0.3A；②只闭合开关S2，先保持变阻器R2的滑片位置不变，调节变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A；再将变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I1；
额定功率表达式：（0.3A）2×$\frac{U}{I}$．

分析 （1）电流表串联在电路中，电压表并联在电路中，注意根据题意确定两表的量程．
（2）小灯泡发光，说明电路为通路，然后根据电流流向确定发生断路的导线．
（3）额定电压下灯泡的实际功率为额定功率，利用P=UI求出灯泡的额定功率．
拓展：电压表已损坏，需要用电流表和电阻求出灯泡两端的电压，当灯泡两端的电压为2.5V时，灯泡正常发光，在根据功率的公式求出额定功率．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表用小量程，并联在电路中；则灯泡的额定电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A＜0.6A，所以电流表用小量程，且与灯泡串联，注意电流从正接线柱流入负接线柱流出．如图所示：
；
（2）根据实物图可知，灯发光，说明电路是接通的，故①不存在故障，故故障是②断路了．
（3）小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
拓展：①小灯泡正常发光时的电流为0.3A，当只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数I额=0.3A，此时灯泡正常发光；
②只闭合开关S2，先保持变阻器R2的滑片位置不变，调节变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A；此时灯泡的电阻等于R1接入电路的阻值；再将变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I；此时电源电压为U，则R1接入电路的阻值为R1=$\frac{U}{I}$=RL；
则灯泡的额定功率为：P额=${{I}_{额}}^{2}$RL=（0.3A）2×$\frac{U}{I}$．
故答案为：（1）如图；（2）②；（3）0.75；（4）①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数I=0.3A；②只闭合开关S2，先保持变阻器R2的滑片位置不变，调节变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A；再将变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I1；（0.3A）2×$\frac{U}{I}$．

点评 此题是测量小灯泡额定功率的实验，考查了实物电路的连接，电路图的画法、额定功率的计算、电路故障，考查得很全面．

练习册系列答案
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像到小孔的距
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