Question

11．如图甲是小莉用电压表和电流表测定2.5V灯泡的额定功率的电路．
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于左端（填“左”或“右”）．
（2）闭合开关后，小灯泡发光，但电压表示数为0．经检查，图中a、b、c三根导线中有一根断了，则该导线是c．（填写字母）
（3）排除故障后测量灯泡额定功率：闭合开关，缓慢移动滑片，灯泡亮度逐渐变亮，直至电压表读数为2.5V时停止移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是0.5W，若此时将小灯泡换成“2.5V 0.6W”的另一小灯泡，那么该小灯泡的实际功率＜0.6W（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）若没有电流表，小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率．她选择了满足实验要求的实验器材，并按照图丙所示的电路图连接好实物．以下是她设计的实验方案，请将它补充完整：
①只闭合开关S₁，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V；
②下一步操作是：断开S₁、闭合S₂，调节电阻箱，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R₀；
③利用上述测量出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式是：P=$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．

Answer 1

分析 （1）闭合开关前滑片应移至最大阻值处，即离下面一个接线柱的距离最远；
（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）在测量小灯泡的电功率时，首先移动滑片，使得电压表的示数等于小灯泡的额定电压，然后根据电流表的示数得出小灯泡正常工作时的额定电功率；
（4）电源电压已知，若测出灯泡正常发光时滑动变阻器的阻值，便可计算出灯泡正常发光时的电压，从而可以根据P=UI计算出灯泡的额定功率．

解答 解：（1）滑片应移至最大阻值处，由图知，滑动变阻器下面一个接线柱接的是B，所以应将滑片移至左端；
（2）根据实物图可知，电流从电源正极流出经过开关、滑动变阻器、导线d、导线c、灯泡、导线a、电流表回到电源负极，因此导线a、b完好，c发生了断路；
（3）排除故障后测量灯泡额定功率：闭合开关，缓慢移动滑片，灯泡亮度逐渐 变亮，直至 电压表读数为2.5V时停止移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是 0.5W，若此时将小灯泡换成“2.5V 0.6W”的另一小灯泡，那么该小灯泡的实际功率＜0.6W；
（4）设计的实验方案如下：
①只闭合开关 S₁，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V；
②断开S₁、闭合S₂，调节电阻箱，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R₀；
③小灯泡额定功率的表达式P=UI=U$\frac{U}{R}$=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．
故答案为：（1）左；（2）c；（3）变亮；电压表读数为2.5V；0.5；＜；
（4）①S₁；②断开S₁、闭合S₂，调节电阻箱；③$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．

点评 此题是“测量小灯泡的电功率”的实验，考查了电压表的连接及电流表的读数，还考查了有关电功率的计算，其中（4）小题难度稍大，关键是想法得出小灯泡正常发光时灯泡两端的电压．