Question

如圖所示是用電壓表和電流表測量某一小燈泡燈絲正常發(fā)光時的電阻和電功率所用的實物圖．該小燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.5V，電阻約為15Ω．
（1）請你用筆畫線代替導線，把圖中電路連接起來（要求：①連線不交叉；②滑片P向左移，燈泡變暗；③電流表、電壓表選擇合適的量程．）
（2）在連接電路時，開關S不應該______．
（3）閉合開關S后，發(fā)現電壓表示數為1.2V，這時應將滑片P向______端滑動，直到電壓表示數為______V時，再讀出電流表的示數，利用公式即可以算出小燈泡正常發(fā)光時的電阻．
（4）已知電壓表示數為2.5V時，電流表的示數如圖所示，該燈泡的額定功率為______W．
（5）實驗時，小陽發(fā)現電流表已損壞，但手邊還有另一只電壓表V₁和電阻箱（元件符號 ）可利用，請你幫助利用這些元件重新設計一個測定小燈泡額定功率的方案．
a．在方框內畫出新設計的電路圖；
b．按新設計的電路圖連接好電路后，將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處，再閉合開關，然后調節(jié)滑動變阻器的滑片P和______，使接在小燈泡兩端的電壓表 V 的示數為2.5V；
c．記下此時另一塊電壓表V₁的示數U和電阻箱連入電路中的阻值R₁；
d．根據所測數據，寫出計算小燈泡額定功率的表達式：P=______．

Answer 1

解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表可選0～3V量程，燈泡正常發(fā)光時電流約為I==≈0.17A，因此電流表可選0～0.6A量程，燈泡、滑動變阻器、電流表串聯，電壓表與燈泡并聯，電路圖如圖甲所示．
（2）在連接電路時，開關S不應該閉合．
（3）電壓表示數為1.2V，小于燈泡額定電壓，由電路圖可知，應向右移動滑片，直到電壓表示數為燈泡額定電壓2.5V為止．
（4）電流表量程是0～0.6A，由圖2可知，電流表分度值是0.02A，電流表示數是0.14A，
燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.14A=0.35W．
（5）a、燈泡與電阻箱串聯，兩只電壓表分別與燈泡、電阻箱并聯，電路圖如圖乙所示；
b、按新設計的電路圖連接好電路后，將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處，再閉合開關，然后調節(jié)滑動變阻器的滑片P和電阻箱，使接在小燈泡兩端的電壓表 V 的示數為2.5V；
d、電路電流I=I₁=，燈泡額定功率P=U_LI=2.5V×；
故答案為：（1）實物電路圖如圖甲所示；（2）閉合；（3）右；2.5；（4）0.35；
（5）a、電路圖如圖乙所示；b、電阻箱；c、2.5×．

分析：（1）伏安法測燈泡電阻與電功率實驗中，燈泡、滑動變阻器、電流表串聯，電壓表與燈泡并聯，根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據燈泡正常發(fā)光時的電流確定電流表量程，據此連接電路圖，連接電路圖時，注意電表正負接線柱不要接反．
（2）連接電路時，開關應斷開．
（3）電壓表示數小于燈泡額定電壓，應移動滑動變阻器滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，使燈泡電壓增大，直到電壓表示數等于燈泡額定電壓為止．
（4）與圖2所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數，由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．
（5）電流表損壞，可把燈泡與電阻箱串聯，兩只電壓表分別測燈泡與電阻箱電壓，然后根據串聯電路特點、歐姆定律及電功率公式求出燈泡功率．
點評：本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的調節(jié)、電表讀數、設計實驗電路圖、求燈泡功率等問題；實驗設計有一定的難度；連接實物圖時應注意：①電壓表、電流表的正負極不要接反．②注意電壓表、電流表的量程不要接錯．③滑動變阻器的分壓與限流接法，滑片移動時阻值的變化應符合題意要求．④作圖要美觀，連線不要交叉．