Question

3．小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（50Ω1A）、以及符合实验要求的电表、开关和导线．

（1）按照正确的操作连接好电路后，合上开关，发现小灯泡不亮，电流表电压表均有示数，但示数较小，则原因可能是滑动变阻器最大阻值太大（写一条即可）；
（2）调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为0.24A，小灯泡的额定功率为0.6W．
（3）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验．于是向老师要了一个阻值为R₀的定值电阻和一个单刀双掷开关（符号为：），设计了一个电路，并顺利地测出了U_额=2.5V的灯泡的额定功率．请你在图丙虚线框内完成电路图的设计．

Answer 1

分析 （1）根据电流表、电压表均有示数，判断电路正常，从而应从变阻器的阻值太大，造成灯泡的实际功率太小找原因；
（2）根据图乙读出电流表的示数，由P=UI计算出灯泡的额定电功率；
（3）由P=UI原理可知，需要求得待测电阻两端的电压及通过待测电阻的电流；没有电流表时，可以利用串联电路的电流规律得出通过待测电阻的电流；由此设计电路．

解答 解：（1）电流表电压表均有示数，电路是通路，根据电表的示数很小及灯泡不亮，可知，变阻器的阻值太大，造成了灯泡两端的实际电压太低，实际功率太小造成；
（2）小灯泡的额定功率小于1W，则其额定电流I＜$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，由图乙知，电流表的量程应使用0～0.6A，示数为0.24A，则额定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（3）由题意知，利用单刀双掷开关应能够分别测出灯泡两端的电压及电路的总电压，可以根据灯泡两端的电压使其正常发光，根据总电压求出定值电阻两端的电压，从而可知通过灯泡的电流，求出电功率，电路图如图所示：
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故答案为：（1）滑动变阻器最大阻值太大；（2）0.24；0.6；（3）见上图．

点评 本题考查了连接实物图、电流表读数、求功率；连接实物图时要注意：滑动变阻器接入电路要“一上一下”、电压表、电流表的正负极不要接反；注意电压表、电流表的量程不要接错；特殊方法测功率，关键是理解没有电流表的情况下，如何利用电压表和已知阻值的电阻组合借助电路特点测电流．