Question

6．如图甲是晓红设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图．已知电源U恒为6V，小灯泡额定电压2.5V．

（1）请用笔画线代替导线，根据甲图原理将乙图中实物电路连接完整．
（2）当晓红连接好所有的导线时，发现小灯泡立即发出耀眼的光，接着小灯泡烧坏，请指出晓红在连接电路时的错误操作：
①开关没有断开②没有将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置
（3）晓红更换小灯泡，正确连接电路，闭合开关后，移动滑片P，灯泡正常发光时，通过灯泡的电路如图丙所示，求出小灯泡的额定功率0.75W．
（4）晓红还想用原实验器材测量电阻丝Rx的阻值（约1Ω），滑动变阻器R的最大阻值约为15Ω，她用电阻丝替换小灯泡，闭合开关后发现电压表已损坏，其他器材完好，还有一个开关S₂可用．请在图丁中画出测电阻丝R_x阻值的电路图．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据电路图连接实物图；
（2）为保证电路安全，连接电路时，开关要断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值．
（3）由图丙所示电流表确定其分度值，读出电流表示数，然后由P=UI求出灯泡额定功率．
（4）把待测电阻丝与滑动变阻器串联接入电路，调节滑片，测出电路电流，求出电路总电阻；
然后保存滑片位置不变，只把滑动变阻器接入电路，测出电路电流，由欧姆定律求出滑动变阻器阻值；最后由串联电路特点求出电阻丝电阻，据此画图．

解答 解：
（1）小灯泡额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，图甲中滑片右侧电阻丝连入电路，则图乙中也将变阻器滑片以右的电阻丝连入电路中，实物电路如下图1所示：

（2）连完导线，灯泡立即发光，说明连接电路时开关是闭合的；灯泡发出耀眼的光，说明电路中电流太大，滑动变阻器接入电路的阻值很小，没有将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置．
（3）电流表量程为0～0.6A，由图丙所示电流表可知，其分度值是0.02A，示数为0.3A，
灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）实验电路图：实验电路图如图2所示；
实验步骤：按图示电路图连接电路；闭合开关S₁，断开S₂，移动滑片，读出电流表示数I；保持滑片位置不变，再闭合开关S₂，读出电流表示数I′；
开关S₁闭合，S₂断开时，电路总电阻：R_总═$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{I}$-------①，
开关S₁与S₂都闭合时，滑动变阻器接入电路的阻值：R_滑=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{I′}$--------②
根据电阻的串联可得，待测电阻的阻值：
R_x=R_总-R_滑=$\frac{6V}{I}$-$\frac{6V}{I′}$；
故答案为：（1）电路图如图1所示；
（2）连接电路时，开关没有断开；没有将滑动变阻器的滑片调到阻值最大的位置；
 （3）0.75；
（4）如图2所示．

点评 本题测量小灯泡额定功率，考查电路的连接、注意事项、电流表读数，同时也考查了设计实验方案测电阻的能力．