Question

14．小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R₀、导线若干．她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图．

（1）请你将图甲中电路图补充完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值最大的位置．
（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V₁的示数为2.5V，此时电压表V₂的示数如图乙所示，是2.4V．
（4）小灯泡的额定功率为0.6W．
（5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R₀=10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表A₂的示数为0.25A时，再读出电流表A₁的示数，才能计算小灯泡的额定功率．

Answer 1

分析 （1）电压表应并联到用电器的两端；
（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器阻值调至最大；
（3）灯泡正常发光时其两端的电压等于额定电压；根据电压表的量程和分度值读数；
（4）根据定值电阻两端的电压和电阻求出电流，根据公式P=UI求出额定功率；
（5）根据欧姆定律求出电流．

解答 解：（1）由题意可知，实验中有两个电压表，没有电流表，根据根据串联电路的电流特点，利用另一只电压表和定值电阻可间接测得电流，故把另一只电压表并联在R₀的两端，如图所示：

（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器阻值调至最大；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V₁的示数为2.5V；由图可知，电压表V₂的量程为0-3V，分度值为0.1V，示数为2.4V．
（4）串联电路中的电流为：I=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.4V}{10Ω}$=0.24A；
灯泡的额定功率为：P=U_额I=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）要使小灯泡正常发光，则并联电路的电压为2.5V，
则通过定值电阻的电流为：I'=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；即电流表A₂的示数为0.25A．
故答案为：（1）如上图所示；（2）最大；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25．

点评 此题主要考查学生对于伏安法测电功率实验的理解和掌握，关键是单只电表与定值电阻如何测量待测量．属于难题．