Question

3．小明在进行“测量小灯泡功率”的实验时，实验台上提供的器材有：待测小灯泡（额定电压2.5V，正常发光时的电阻约为5Ω）
电源：6V蓄电池 电流表A（0～0.6A、0～3A） 电压表V（0～3V、0～15V） 滑动变阻器R（0～15Ω） 电阻箱R（0～999?99Ω）  开关一个，导线若干．

（1）小明在实验中电流表应该选择0～0.6A的量程，电压表应该选择0～3V的量程．
（2）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到阻值最大端（填“阻值最大”或“阻值最小”）．
（3）他连接的实物电路如图1所示，请在图2虚线框内画出该电路图．
（4）小明完成上述实验后，小王发现电流表已坏，他利用剩余器材和另外两个开关，也完成了小灯泡额定功率的测量，请在图3实线框中画出小王的实验设计电路图．

Answer 1

分析 （1）在选择电流表和电压表的量程时，应根据测量要求，在保证电路安全的情况下，尽量选择小量程，这样会使测量结果更准确；
（2）闭合开关前，为保护电路应把滑动变阻器滑片的位置调到阻值最大位置；
（3）由实物图可知，定值电阻、滑动变阻器、电流表、开关串联，电压表测量定值电阻两端电压
（4）电流表已损坏，只有电压表，使已知变阻箱R（调节为适当大小的阻值）与灯泡串联，间接求灯泡正常工作时的电流．
滑动变阻器与灯泡串联，使灯泡正常工作，电压表与灯泡并联，使电压表示数为灯泡额定电压2.5V．
再通过开关闭合与断开，电压表与灯泡和变阻箱，滑动变阻器滑片位置不动，测两者的总电压，求已知电阻箱两端的电压，求通过电阻箱的电流，即灯泡正常工作时的电流，根据P=UI计算灯泡额定功率．

解答 解：（1）由题意可知，额定电压为2.5V的小电灯，正常发光时的电阻约为5Ω，则电路中的电流约为$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A，故电流表的量程可选择0～0.6A量程；
小电灯的额定电压为2.5V，故为了测量准确，可选择0～3V量程．
电路最大电压为6V，最小电阻为5Ω，电路中最大电流为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{5Ω}$=1.2A，所以，电流表选择0～0.6A量程；
（2）闭合开关前，为保护电路应把滑动变阻器滑片的位置调到阻值最大端；
（3）从正极开始，依次连接开关、定值电阻、电流表、滑动变阻器，然后回到负极，电压表并联在定值电阻两端，如下图；

（4）灯泡与变阻箱电阻、滑动变阻器串联，移动滑动变阻器滑片，当灯泡并联的电压表示数为2.5V时，灯泡正常工作．
滑动变阻器滑片位置不变，通过闭合、断开开关，使电压表并联在灯泡与变阻箱两端．
根据串联电路的电压关系求变阻箱两端电压，根据欧姆定律求通过变阻箱的电流，即灯泡额定电流，根据P=UI计算额定功率，如图．
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故答案为：（1）0～0.6A；0～3V；（2）阻值最大；（3）如上图；（4）如上图．

点评 本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、电路的创新设计，本实验应用了等效替代法；创新电路的设计综合性较强，有一定的难度，要注意积累经验；还要注意电压表和电流的量程确定原则，这都是中考的热点．