Question

18．图甲是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）图甲中只有一根导线的一个接头接错，请在错误处画“x”，并在图上改正．
（2）电路修改正确后，闭合开关前，将图甲中的滑动电阻器滑片调到最右端（选填“左端”“右端”“中间”），闭合开关后，缓慢移动滑片，直至电压表示数为2.5V时停止移动滑片．
（3）完成上述实验后，小丽的小组又设计了如图乙所示的实验电路，借助实验室的器材，同样测出了小灯泡正常发光时电功率，请你完成下列实验步骤：
①接好实验电路，闭合开关S₁，将开关S₂拨到触点1（选填“1”或“2”）移动滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压U₁．
②滑片的位置保持不动，再将开关S₂拨到另一个触点读出电压表的示数为U₂；
③小灯泡正常发光时功率的表达式P=$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$（用U₁、U₂、R₀表示）．

Answer 1

分析 （1）本实验中电压表应与灯泡并联，电流表应与灯泡串联，由此修改电路连接；
（2）闭合开关前，应将滑片滑到最大值处；灯泡正常发光时电压等于额定电压；
（3）在没有电流表的情况下，利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联，首先使灯泡两端的灯泡的额定电压，然后测出此时定值电阻两端的电压，便可求出电路中的电流，根据P=UI计算出灯泡的额定电功率．

解答 解：
（1）测量小灯泡额定功率的实验，电压表应与灯泡并联，电流表应与灯泡串联，由此改接电路如图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑片滑到最大值右端；灯泡正常发光时电压等于额定电压，所以闭合开关后，缓慢移动滑片，直至电压表示数为2.5V时停止移动滑片；
（3）①闭合开关S_l，将S₂拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压U₁；
②滑片的位置保持不动，再将开关S₂拨到另一个触点读出电压表的示数为U₂；
③由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中的电流I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$，
由P=UI可得，小灯泡正常发光时功率的表达式为：
P=U₁×$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$．
故答案为：（1）见上图；（2）右端；电压表示数为2.5V；（3）1；$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$．

点评 此题考查了实物电路的连接、实验注意事项和操作，同时考查了在没有电流表的情况下，电功率的测量方法，这是本题的难点．