Question

如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，这时电压表的时数为2V，则应向________（左/右）端移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数等于2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙所示为___________，则小灯泡的额定功率为________W；

(4)同组的小悦同学也设计了一个电路图（如图丙），测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻R的阻值为25Ω，正确操作过程如下：

①只闭合开关S和S₂，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I₁=_____A；

②闭合开关S和_____，断开开关_____，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为I₂；

③小灯泡额定功率表达式为P_额=_____（用符号表示）。

Answer

C 右 0.3A 0.75 0.1 S1 S2 U额（I2﹣I1）

【解析】

(1)[1]原电路中，电流表与灯并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：

(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]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。

[4][5]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

小灯泡的额定功率为0.75W。

(4)要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用，故将R与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为I1=时，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出灯的额定电流。故操作过程如下：

[6]只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为

I1==0.1A

电流表示数为0.1A。

[7][8]只闭合开关S和S1， 断开开关S2，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为I2。

[9]在步骤①中，电流表测定值电阻的电流，定值电阻的电压为2.5V，根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；在步骤②中，电流表测R与灯并联的总电流，由于电路连接关系没有改变，各电阻的电压和电阻大小不变，故通过灯的电流不变，由并联电路电流的规律，灯的额定电流为

IL= I2− I1

小灯泡额定功率表达式为P额=U额(I2− I1)。