解:(1)電壓表與燈泡并聯(lián),因為電源由2節(jié)干電池組成,所以應選擇0~3V的量程,如圖所示:
;
(2)連接好電路后,閉合開關時發(fā)現(xiàn)燈光特別亮,說明電路中的總電阻很小,未將滑動變阻器的滑片滑到最大阻值處;
(3)電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,由圖丙知,電壓表的示數(shù)為2.5V,所以P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
若要增大小燈泡的電功率,應減小滑動變阻器的阻值,將滑片向左端或A端移動;
(4)要測量燈泡的額定功率,需調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表的示數(shù)為0.3A,此時再測出燈泡兩端的電壓便可,因為沒有電壓表,可用開關將燈泡短路掉,測出此時滑動變阻器的電流I,則R
滑=
=
,則U
滑=0.3A×R
滑=0.3A×
=
,所以U
額=U-U
滑=3V-
,則P
額=U
額I
額=(3V-
)×0.3A=0.9W×(1-
),電路如圖所示:
.
故答案為:(1)見上圖;(2)將滑動變阻器的滑片滑到最大阻值處;(3)0.75;A;(4)設計的電路圖如右圖所示;
實驗步驟:
①只閉合開關S
1,移動滑片P,使電流表的示數(shù)為0.3A;
②滑片P位置不變,再閉合開關S
2,讀出電流表的示數(shù)為I.
額定功率的表達式:P
額=0.9W×(1-
).
分析:(1)電壓表與燈泡并聯(lián),根據(jù)電源電壓來確定電壓表的量程;
(2)為保護電路,在閉合開關前,應將滑片移至最大阻值處;
(3)確定電壓表的量程和分度值,讀出電壓值,根據(jù)P=UI計算出燈泡的電功率;要增大小燈泡的電功率,經(jīng)減小滑動變阻器的阻值;
(4)電源電壓已知,若測出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器的阻值,便可計算出燈泡正常發(fā)光時的電壓,從而可以根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定功率;
點評:此題是“測量小燈泡的電功率”的實驗,考查了電壓表的連接及電流表的讀數(shù),還考查了有關電功率的計算,其中(4)小題難度稍大,關鍵是想法得出小燈泡正常發(fā)光時燈泡兩端的電壓.