Question

16．小芳到實驗室做“測量小燈泡額定功率”的實驗時，老師只給她提供了如下器材：標(biāo)有“2.5V”的小燈泡、電源、滑動變阻器、開關(guān)、兩個電壓表（沒有電流表）、阻值為10Ω的定值電阻R₀、導(dǎo)線若干．她根據(jù)所給定的器材經(jīng)過認(rèn)真思考后設(shè)計了正確的實驗電路，如圖甲是該電路的不完整電路圖．

（1）請你將甲電路圖補充完整．
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器調(diào)至阻值最大的位置．
（3）閉合開關(guān)后，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電壓表的示數(shù)如圖乙所示，是2.4V．
（4）小燈泡的額定功率為0.6W．
（5）她還進一步設(shè)計出了只有電流表沒有電壓表解決這個問題的方法，其電路如圖丙所示，R₀=10Ω，并認(rèn)為關(guān)鍵的一步是必須調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)為0.25A時，再讀出電流表的示數(shù)，才能計算出小燈泡的額定功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理R=$\frac{U}{I}$可知，在沒有電流表的情況下，利用電壓表和定值電阻代替電流表的作用，采用分壓電路，據(jù)此分析解答；
（2）閉合開關(guān)前滑片滑到阻值最大處；
（3）要測量小燈泡的額定功率，電壓要調(diào)到額定電壓；看清量程和分度值讀出示數(shù)；
（4）利用歐姆定律算出電路中的電流，結(jié)合串聯(lián)電流相等特點得到燈中的電流，利用P=UI求出電功率；
（5）要測量小燈泡的額定功率，小燈泡兩端的電壓為額定電壓，根據(jù)并聯(lián)電壓相等和利用歐姆定律計算電流即可．

解答 解：（1）根據(jù)實驗原理R=$\frac{U}{I}$可知，在沒有電流表的情況下，利用電壓表和定值電阻代替電流表的作用，采用分壓電路，電壓表V2并聯(lián)在定值電阻兩端，電路如圖所示：

（2）閉合開關(guān)前滑片滑到阻值最大處；
（3）因為小燈泡的額定電壓為2.5V，閉合開關(guān)后，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表V₁的示數(shù)為2.5V，
電壓表V₂量程為0～3V，分度值為0.1V，此時示數(shù)為U₂=2.4V；
此時電路中的電流為I=I_L=I₀=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.4V}{10Ω}$=0.24A；
（4）小燈泡的額定電功率為：P_L=U_LI_L=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）要測量小燈泡的額定功率，小燈泡兩端的電壓為額定電壓，根據(jù)并聯(lián)電壓相等，則定值電阻兩端電壓等于2.5V，又知R₀=10Ω，
故電流表A₂的示數(shù)為I₂=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）最大；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25．

點評 此題主要考查學(xué)生對于伏安法測電功率實驗的理解和掌握，關(guān)鍵是單只電表與定值電阻如何測量待測量．屬于難題．