Question

图甲是小明同学设计的测小灯泡电功率的实验电路（灯泡额定电压U_额=2.5V）。

（1）小明所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“ × "，并用笔画线代替导线画出正确的接法。

（_______________）

（2）电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是_________。      

A.更换小灯泡              B.检查开关是否闭合

C.移动滑动变阻器滑片       D.检查电压表是否断路

（3）正确操作后，小灯泡发光， 这时电压表的示数为2V，则应向________移动滑动变阻器的滑片，直到______时为止，此时电流表的示数（如图乙所示）为 ______A，则小灯泡的额定功率为______W。

（4）小明还想换一种方法测定该小灯泡的额定功率，于是向老师要了一个R₀=10Ω的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助原有的实验器材，设计了如图丙所示的电路。请你根据他设计的电路，写出主要的实验步骤，并根据已知量（小灯泡的额定电压用U_额表示、定值电阻R₀的阻值用R₀表示） 和测量写出小灯泡额定功率的表达式。

实验步骤：

①将开关S₁闭合，S₂断开，读出电压表示数U，即电源电压。

②将开关S₁闭合，S₂接________，调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为________。

③将开关S₁闭合， S₂接b，读出此时的电压表示数U ' 。小灯泡的额定功率P_额=________________。

Answer

C 右 电压表的示数为2.5V 0.3 0.75 a U额 U额×

【解析】

(1)[1]原电路中，电压表串联在电路中，而电流表与灯并联了是错误的；电压表与灯并联，电流表与灯串联，如下图所示：

(2)[2]电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表有示数且很小，说明电路为通路，电路中的电阻较大，接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，故选C；

(3)[3][4]灯在额定电压下正常发光，示数为2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压2.5V，

[5][6]图乙中，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为：

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

(4)①将开关S1闭合，开关S2断开，P滑到最左端，读出电压表示数U；

②[7][8]再将S2与接线柱a接通，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额；

③[9]S2与接线柱b接通，滑动变阻器滑片不变，读出电压表示数U′；

在③中，R0与变阻器串联，电压表测R0两端的电压，由欧姆定律可知，通过根据R0的电流大小为：

I0=，

串联电路的规律和欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：

R滑= ------①

在②中，灯与变阻器串联，电压表测灯两端的电压，根据串联电路的规律和欧姆定律，通过变阻器的电流：

I变=-----②，

由①②得，

I变=，

根据串联电路电流的规律，灯的额定电流：

I额=I变= ，

则小灯泡的额定功率：

P额=U额×。