Question

16．小科想测量某个仅标有“0.25A”字样的灯泡的额定功率．电源电压为6V且恒定．
（1）检查器材时，小科发现电压表存在图甲所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊．出现指针位置不对的原因是电压表指针没有调零．
（2）小科认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率，他进行了如下操作：
①解决了指针问题后，按规范步骤连接的部分电路如图乙，请你用笔画线代替导线帮他连接完整．
②连接好电路并检查无误后，闭合开关，在移动变阻器滑片时，眼睛要注视电流表的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点．在变阻器滑片移动过程中，电流表示数从0.2A增大到0.25A，而电压表示数从2.0伏开始增大．
（3）小科的同桌依据实验数据计算如图方框内，小科认为同桌的算法有错．于是他用正确的方法计算出了灯泡的额定功率是0.875W．

Answer 1

分析 （1）电压表使用前要调零；
（2）①根据灯上标有“0.25A”字样确定电流表选用的量程与灯串联；
（3）由灯的电阻随温度的变化而变化，分析原解答错误之处；
根据为保护电路，闭合开关前，变阻器连入电路中的最大，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，求出变阻器的最大电阻：
当滑片移动到中点时，灯正常发光，根据串联电路电压的规律，求出灯的额定电压，根据P=UI求灯的额定功率．

解答 解：（1）电压表使用前要调零；
（2）①灯上标有“0.25A”字样，表示灯的额定功率为0.25A，故电流表选用小量程与灯串联，如下所示：

（3）原解法中，a求出的是灯在2V时的大小；当灯正常发光时，灯电压为2.5V，灯的电阻不等于10Ω，故求出的灯的额定功率是错误的；
为保护电路，变阻器连入电路中的最大，此时对应的电流I=0.2A，电压表示数U_V=2V，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，变阻器的最大电阻：
R_滑=$\frac{U-{U}_{V}}{I}$=$\frac{6V-2V}{0.2A}$=20Ω，
当滑片移动到中点时，R′_滑=10Ω，因电路中电流I_中=0.25A，灯正常发光，根据串联电路电压的规律，灯的额定电压：
U_滑=U-U′_滑=U-I_中R′_滑=6V-0.25A×10Ω=3.5V；
故灯的额定功率：
P_L=U_LI_L=3.5V×0.25A=0.875W．
故答案为：（1）电压表指针没有调零；（2）①如上所示；（3）0.875．

点评 本题测量某个仅标有“0.25A”字样的灯泡的额定功率，考查电压表使用注意事项及影响电阻大小的因素，关键是明确题中隐含的条件及灯丝的电阻是变化的．