Question

9．小炜和小粱用如图1所示的电路做“测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样，灯丝阻值约为10Ω．

（1）请用笔画线代替导线，将图1（甲）所示的实物连接成实验电路．
（2）小炜正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，立刻要求老师更换灯泡．他的做法欠妥，正确的做法应该是：将滑片向左移动，看灯泡是否发光．
（3）解决了上述问题后，小炜调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光，此时电流表的读数如图1乙所示，则灯泡的额定功率为0.8W．
（4）完成上述实验后，小梁设计了如图2所示的电路，也测出了灯泡的额定功率．已知R₀=25Ω，请完成下列实验步骤：
①闭合开关S₁，断开S₂，移动滑片，使电流表的示数为0.1A；
②再将开关S₂闭合，S₁断开，保持滑片的位置不动，读出电流表的示数I；
③灯泡额定功率的表达式为P_额=2.5×（I-0.1A）（用已知量和测量量表示）．

Answer 1

分析 （1）根据I=$\frac{U}{R}$判断电流的大小，从而判断电流表的量程；滑动电阻器按一上一下的原则连接；
（2）灯泡不亮，可能是电路没有电流，有可能是电流太小，电阻太大；
（3）读电流表的示数，根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）在没有电压表的情况下，利用电流表和定值电阻测灯泡的额定功率，首先使电流表的示数为额定电流，然后测出灯泡和定值电阻的总电流，用总电流减去
小灯泡的电流；

解答 解：（1）根据I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A知，电流表应选用0～0.6A的量程，滑动变阻器按“一上一下”的原则接入电路；连接如下图所示：

（2）灯泡不亮，可能是电路没有电流，也有可能是电流太小，电阻太大，所以需要将滑片向左移动，看灯泡是否发光来判断是否为断路；
（3）由（1）知电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以读数为0.32A，已知U=2.5V，根据P=UI=2.5V×0.32A=0.8W得出灯泡的额定功率；
（4）在没有电压表的情况下，利用电流表和定值电阻也能测量额定功率，根据电路图知当只闭合s₁时，电流表只测定值电阻的电流移动滑片当电流表示数为0.1A时，根据U=IR=0.1A×25Ω=2.5V，此时灯正常发光；再闭合s₂，滑片位置不变，电流表测灯泡和定值电阻的总电流为I，故灯泡的额定功率为P_额=2.5V×（I-0.1A）．
故答案为：（1）如上图所示；（2）向左移动滑片，观察灯泡是否发光；（3）0.8；（4）①0.1；③2.5×（I-0.1A）

点评 伏安法测量灯泡功率是电学最重要的实验之一，此题考查了电路异常的处理、电路故障的判定、电压表的读数、串联电路电压与电阻的关系、额定功率的计算和电阻的计算，考查角度全面，涵盖知识点多，具有代表性和典型性．