Question

12．小明设计如图甲所示电路测定小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，有如下器材：电源（电压为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器R（50Ω 1A）、开关、导线．

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图甲（2）所示，则接下来的操作是将电流表指针调零．
（2）请你在图甲（1）中补上两根导线，将电路连接完整．
（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）做完此实验后，小丽还想测量一只阻值约为数百欧的电阻R_x的阻值，与其他同学讨论后，她通过增加一电阻箱R₀（0～9999Ω 5A）、定值电阻（200Ω 2A）、单刀双掷开关等器材，设计出了A、B两种方案（如图丙），在A、B两种方案中，方案B可以让测量结果更准确，理由是可以多次测量取平均值，减小误差．（电表为理想电表）

U/V	3.0	2.5	2.0	1.8	1.5	1.3
I/A	0.20	0.30	0.40	0.44	0.50	0.54

（5）某小组在一次实验探究中利用电压表和电流表测得了多组数据，记录如表，请根据表中给出的数据，判断他们实验时的电路可能是图中的哪一个C

Answer 1

分析 （1）由图乙知电流表指针没有指在零刻度线上，应对电流表进行调零，使指针指在零刻度线上；
（2）本实验中，滑动变阻器、灯泡、电流表串联，电压表与灯泡并联，根据灯泡规格确定电表量程，由此连接实物；
（3）已知灯泡的额定电压及电流，由P=UI可求出灯泡的额定功率；
（4）方案A通过R_x与R串联，测得R_x两端电压，然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱，电压表示数与在a点相同，则可求得电阻值；
方案B先后把电压表分别放在R_x和R₀两端测出电压值，由串联分压公式可求R_x．调节电阻箱阻值，可以多次测量取平均值，以减小误差；
（5）由表中数据可知，当电压表的示数减小时，电流表的示数增大，分析四个电路图，当滑片移动时的电压表和电流表的变化得出答案．

解答 解：（1）由图乙知电流表指针没有指在零刻度线上，则接下来的操作是将电流表指针调零（或调零）；
（2）测量小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器、灯泡、电流表串联，电压表与灯泡并联；
由欧姆定律可知，灯泡正常发光电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表应使用0-0.6A量程，滑动变阻器一上一下接入电路中，如图所示：

（3）由图乙可知，电流表的量程0～0.6A，分度值，0.02A，示数I=0.3A，灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）方案A通过R_x与R串联，测得R_x两端电压，然后单刀双至开关由a到b再调节电阻箱，电压表示数与在a点相同，则可求得电阻值；
方案B先后把电压表分别放在R_x和R₀两端测出电压值，由串联分压公式可求R_x．调节电阻箱阻值，可以多次测量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次测量求平均值，以减小误差；
（5）AB．电压表测量电源电压，当移动滑片时，电压表的示数不变，故A、B不符合题意；
CD．电阻与滑动变阻器串联，当滑片右移时，连入电阻变小，电路中的电阻变小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，由U=IR可知，定值电阻两端电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，变阻器两端电压将变小，
即图C中电流表示数变大时电压表示数变小，图D中电流表示数变大时电压表的示数变大，故C符合，D不符合；
故答案为：（1）将电流表指针调零；（2）如上图；（3）0.75W；（4）B；可以多次测量取平均值，减小误差；（5）C．

点评 本题考查测量小灯泡的功率还考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据表格数据获取有用的信息．