Question

8．小明欲测量一只小灯泡的额定功率．器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、标有“50Ω 1A”的滑动变阻器A和标有“×Ω 1A”的滑动变阻器B（阻值不变）、开关各一只，导线若干．

（1）如图甲所示是小明用滑动变阻器A接入电路，开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“X”，并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法．
（2）电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表无示数，电压表有示数，接下来应进行的操作是A．
A．检查灯泡是否断路                  B．检查灯泡是否短路
C．检查开关是否闭合                  D．移动滑动变阻器滑片
（3）正确操作后，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为0.75W．
（4）小明还想换一种方法测定该小灯泡的额定功率，他首先断开开关，保持滑动变阻器A的滑片位置不变，用滑动变阻器B替换小灯泡，试触后电压表的示数未超过3V，再闭合开关，调节滑动变阻器B，使电压表示数为2.5V，接着保持滑动变阻器B的滑片位置不变，把另一只滑动变阻器的滑片移到阻值最大端，此时电压表示数如图丙所示，则小灯泡的额定电功率为0.5W．

Answer 1

分析 （1）原电路图中，电流表与灯并联了；
（2）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）认清电流表小量程分度值读数，根据_额=U_额I求灯的额定功率；
（4）本实验采用等效替代法测灯泡电阻，即用滑动变阻器B替代灯泡与A滑动变阻器串联，移动变阻器B滑片的位置，当电压表示数为2.5V后，要控制B的滑片不动，由题目条件，根据欧姆定律求出B连入阻值，即为灯正常工作时的电阻，根据P_额=U_额I计算灯泡的额定功率．

解答 解：（1）灯应与电压表并联，电流表串联在电路中，故连接灯的左接线柱与电源负极的连线有误，将上面错误的导线
连接电源负极的线改接在变阻器金属杆的左接线柱即可，如右所示：
（2）电压表并联在灯的两端有示数，而灯不亮，说明小灯泡的所在的支路断路，故应检查灯泡是否断路．故选A；
（3）电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率P_额=U_额I=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）小明还想换一种方法测定该小灯泡的额定功率，他首先断开开关，保持滑动变阻器A的滑片位置不变，用滑动变阻器B替换小灯泡，试触后电压表的示数未超过3V，再闭合开关，调节滑动变阻器B使电压表示数为2.5V，此时变阻器B连入电路中的电阻大小即为灯正常工作时电阻的大小；
保持滑动变阻器B的滑片位置不变，把滑动变阻器A的滑片移到阻值最大端，即R_A=50Ω，此时电压表示数
U_B=1.2V，根据串联电路电压的特点，变阻器A的电压U_A=6V-1.2V=4.8V，根据分压原理，则小灯泡的额定电功率为$\frac{{U}_{B}}{{U}_{A}}$=$\frac{{R}_{B}}{{R}_{A}}$，此时变阻器B连入电路中的阻值R_B=$\frac{{U}_{B}}{{U}_{A}}$×R_A=$\frac{1.2}{4.8}$×50Ω=12.5Ω，小灯泡的额定功率
P_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{R}_{B}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{12.5Ω}$=0.5W．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）A；
（3）0.75；
（4）B；B；0.5．

点评 本题测量小灯泡的额定电功率，考查电路的连接、故障的分析与判断、等效替代法及设计实验方案的能力，综合性较强，属于压轴题．