Question

18．在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率（正常发光时电阻约为8Ω）的实验中，电源为两节新干电池．

（1）连接电路时，开关应断开．请用笔画线将图甲电路连接完整，要求滑片P向左滑动时，接入电阻变小．
（2）为了测量小灯泡的额定功率，调节滑片使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡额定功率是0.75W．
（3）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小明想选用一个R₀=8Ω的电阻，设计了如图丙的电路及实验方案：①调节滑片使电压表的示数为额定电压；②保持滑片位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，测出R₀两端的电压U₀，通过计算得到小灯泡的额定功率．
指出他的设计方案中存在的一个问题：电压表的正负接线柱接反；R₀阻值偏大，无法使电压表示数调到2.5V．

Answer 1

分析 （1）为保护电路，连接电路过程中开关应该断开；
（2）要测灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于其额定电压，根据图丙读出电流表的示数，利用P=UI求出小灯泡额定功率；
（3）检查设计问题时，首先考虑电表的正负接线柱、量程，然后考虑能否满足设计要求．

解答 解：（1）连接电路时，为了防止电路短路而烧坏电路元件，开关应断开．
滑动变阻器要按“一上一下”的方式串联接入电路，且滑片P向左滑动时，接入电阻变小，
故应将滑动变阻器的左下接线柱与开关的右接线柱连接，如图所示：

（2）要测量灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于其额定电压，则应调节滑片使电压表的示数为2.5V；
由图乙知，电流表选择0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.3A；
则小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）只将电压表的a点接线改接到c点时，导致电压表的正负接线柱接反了，不能测出R₀两端的电压；
灯泡正常工作时电流约为I=0.3A，此时R₀的电压U₀=IR₀=0.3A×8Ω=2.4V，
电源电压应为U=U_滑+U_灯+U₀=U_滑+2.5V+2.4V=U_滑+4.9V，而实物图中两节干电池串联，电源电压为3V，所以不能保证灯泡正常发光；其根本原因是R₀阻值偏大，R₀两端电压偏大，无法使电压表示数调到2.5V．
故答案为：（1）断开；见上图；（2）0.75；（3）电压表的正负接线柱接反；R₀阻值偏大，无法使电压表示数调到2.5V．

点评 本题是测量小灯泡的额定功率实验，考查了实物电路的连接、电路故障的分析、电流表的读数及电功率的计算，对学生电路的综合分析能力要求较高．