Question

5．小丽做测量小灯泡电功率的实验（小灯泡标有“2.5V”字样，电阻约10Ω）．
（1）图甲所示是小丽连接的部分电路，请将电路连接完整．

（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数．若电路中仅有一处故障，这个故障可能是灯泡短路．
（3）实验过程中，当电压表的示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，则电路中电流大小为0.48A，此时小灯泡的电功率为0.96W．要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向右调节（选填“左”或“右”）．
（4）做完此实验后，小丽还想测量一只阻值约为数百欧的电阻R_x的阻值，与其他同学讨论后，她通过增加一电阻箱R₀（0～9999Ω 5A）、定值电阻（200Ω 2A）、单刀双掷开关等器材，设计出了A、B两种方案（如图丙）．在A、B两种方案中，方案B可以让测量结果更准确，理由是方案B可以多次测量取平均值，减小误差．．（电表为理想电表）

Answer 1

分析 （1）根据实物图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压，电流表测量电路电流；据此完善电路图；
（2）闭合开关前滑动变阻器滑片处于阻值最大处；在判断故障时，若电压表有示数，说明电压表与电源能相通，若无示数，说明电压表与电源不能相通；
（3）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数；由P=UI求小灯泡功率；要使小灯泡正常发光，应使小灯泡两端电压为额定电压，故应将滑动变阻器的滑片P向右移动减小滑动变阻器接入电路的阻值；
（4）方案A通过R_x与R串联，测得R_x两端电压，然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱，电压表示数与在a点相同，则可求得电阻值；方案B先后把电压表分别放在R_x和R₀两端测出电压值，由串联分压公式可求R_x．调节电阻箱阻值，可以多次测量取平均值，以减小误差．

解答 解：（1）电压表测量定值电阻两端电压，与灯泡并联，电流表测量电路电流，根据I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表用0-0.6A的量程，根据题意连接如图；

（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，故障为短路；电压表无示数，说明电压表被短路，因此电路故障为灯泡短路；
（3）电流表量程为0～0.6A，由表知0.4+3×0.02A=0.48A；
此时小灯泡电功率：P=UI=2V×0.48A=0.96w；
要使小灯泡正常发光，应使小灯泡两端电压为额定电压，由2V增大到2.5V，根据串联分压的特点，应使滑动变阻器阻值减小，故应将滑动变阻器的滑片P向右移动；
（4）方案A通过R_x与R串联，测得R_x两端电压，然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱，电压表示数与在a点相同，则可求得电阻值；
方案B先后把电压表分别放在R_x和R₀两端测出电压值，由串联分压公式可求R_x．调节电阻箱阻值，可以多次测量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次测量求平均值，以减小误差．
故答案为：（1）见上图（2）灯泡短路；（3）0.48；0.96；右；（4）B、方案B可以多次测量取平均值，减小误差．

点评 本题考查了实物图的连接，故障分析、滑动变阻器的正确使用，电流表的读数，电功率计算以及特殊方法测电阻等，综合性强是比较难的一道题．