Question

（2013?佛山）如圖甲是曉紅設(shè)計(jì)的“測量小燈泡額定功率”的電路圖．已知電源電壓U恒為6v，小燈泡額定電壓為2.5v，小燈泡正常發(fā)光時(shí)通過的電流約為0.32A．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，根據(jù)甲圖原理將乙圖中實(shí)物電路連接完整．
（2）當(dāng)曉紅連接好所有導(dǎo)線時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡立即發(fā)出耀眼的光，接著小燈泡燒壞，請你指出曉紅連接電路時(shí)錯(cuò)誤的操作：
①

連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開

；②

連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片沒有移到最大位移處

．
（3）曉紅更換小燈泡，正確連接電路，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片P，燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過燈泡的電流如圖丙所示，求小燈泡的額定功率

0.75

W．
（4）曉紅還想用原實(shí)驗(yàn)器材測量電阻絲R₁的阻值（約1Ω），滑動(dòng)變阻器R的最大限值約為15Ω．她用電阻絲替換小燈泡，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，其他器材完好，還有一個(gè)開關(guān)S₂可用．請你在方框內(nèi)畫出測電阻絲R₁阻值的電路圖，簡述主要實(shí)驗(yàn)步驟并寫出電阻R₁的最后表達(dá)式．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)燈泡額定電壓與燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流確定電表量程，把電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）為保證電路安全，連接電路時(shí)，開關(guān)要斷開，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（3）由圖丙所示電流表確定其分度值，讀出電流表示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡額定功率．
（4）把待測電阻絲與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，調(diào)節(jié)滑片，測出電路電流，求出電路總電阻；
然后保存滑片位置不變，只把滑動(dòng)變阻器接入電路，測出電路電流，由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器阻值；最后由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出電阻絲電阻．

解答：解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表選0～3V量程，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為0.32A，
電流表選0～0.6A量程，把電流表與滑動(dòng)變阻器串連接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖1所示．
（2）連完導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明電路是閉合的，連接電路時(shí)開關(guān)閉合；燈泡發(fā)出耀眼的光，
說明電路電流太大，電路電阻很小，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值很小，滑動(dòng)變阻器滑片沒有調(diào)到最大阻值處．
（3）電流表量程為0～0.6A，由圖丙所示電流表可知，其分度值是0.02A，示數(shù)為0.3A，
燈泡額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）實(shí)驗(yàn)電路圖：實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2所示；
實(shí)驗(yàn)步驟：按圖示電路圖連接電路；閉合開關(guān)S₁，斷開S₂，移動(dòng)滑片，讀出電流表示數(shù)I；保持滑片位置不變，再閉合開關(guān)S₂，讀出電流表示數(shù)I′；
∵I=

U

R

，∴R=

U

I

，開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時(shí)，電路總電阻R_總=R_滑+R₁=

U

I

=

6V

I

，開關(guān)S₁與S₂都閉合時(shí)，電阻R_滑=

U

I′

=

6V

I′

，則電阻R₁=R_總-R_滑=

6V

I

-

6V

I′

；
故答案為：（1）電路圖如圖1所示；（2）連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開；連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片沒有移到最大阻值處；
（3）0.75；（4）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2所示；實(shí)驗(yàn)步驟如上所述；R₁=

6V

I

-

6V

I′

．

點(diǎn)評：連接實(shí)物電路圖是要先確定電表的量程，電流表應(yīng)串聯(lián)接入電路，電壓表應(yīng)與被測電路并聯(lián)；連接電路時(shí)開關(guān)要斷開，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為滑動(dòng)變阻器的最大阻值；對電表讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)．