Question

10．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，李翔实验小组的同学选用的是2.5V的小灯泡．

（1）请用笔画线代替导线将甲图中的实验电路中未连接部分补充完整．（要求：闭合开关前，将滑动变阻器的滑片置于A端）
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，若电流表、电压表都有较小示数（写出电流表和电压表指针偏转情况），则说明电路正常，接下来可以移动电阻器滑片继续进行实验了．
（3）为了测量小灯泡的额定功率，李翔接下来的操作是移动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V，记下电流表示数，若小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.75W．
（4）小红小组没有使用电压表，而是用了两个电流表和一个5Ω的电阻R设计了如图丙所示的电路，同样测出了小灯泡的额定功率，具体操作是：闭合开关，移动变阻器的滑片，使电流表A₁示数为0.5A，小灯泡正常发光，若此时电流表A₂的示数为I，则该灯泡的额定功率为 P_额=2.5V×（I-0.5A）．

Answer 1

分析 （1）闭合开关前需要将变阻器的滑片置于A端，说明应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路；根据灯泡的额定电压选择电压表的量程，并将电压表与灯泡并联；
（2）灯泡不亮，可能是灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外存在断路或电路电流太小，灯泡实际功率太小造成的，根据具体的电路现象找出电路故障原因．
（3）灯泡两端电压达到额定电压时正常发光，读出此时电流表示数，根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）电流表A₁与定值电阻串联，相当于电压表，使并联电路电压等于灯泡额定电压2.5V时灯泡可以正常发光，由欧姆定律可以求出电流表A₁的示数；然后由并联电路的特点求出流过待测电阻的电流，然后由P=UI求出灯泡的功率．

解答 解：（1）滑片处于A边时，接入电路的电阻最大，将滑动变阻器的右下接线柱与开关右接线柱相连；因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选择0～3V量程，所以将3V的接线柱与灯泡右接线柱相连，如下图所示：

（2）如果滑动变阻器连入电路的阻值较大，电路电流很小，灯泡实际功率太小，不足以引起灯泡发光，则灯泡不亮，电流表与电压表都有示数，但示数较小；
（3）当电压表示数为2.5V时，灯泡两端电压达到额定电压时正常发光，为了测量小灯泡的额定功率，李翔接下来的操作是移动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V，记下电流表示数；
由图丙，电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，此时示数为0.3A，所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由电路图知：定值电阻与灯泡并联，它们两端的电压相等，灯泡的额定电压U_L=2.5V时，灯泡正常发光，此时电流表A₁的示数I₁=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A；此时干路电流等于电流表A₂的示数为I，则灯泡正常发光时的电流I_L=I-0.5A；故灯泡的额定功率P_额=U_LI_L=2.5V×（I-0.5A）．
故答案为：
（1）如图所示；
（2）电流表、电压表都有较小示数；
（3）移动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V，记下电流表示数；0.75；
（4）电流表A₁示数为0.5A；2.5V×（I-0.5A）．

点评 本题考查了滑动变阻器的使用、灯泡正常发光的特点以及灯泡额定功率的计算等问题，灯泡只有在额定电压下才能正常发光，如果灯泡的实际功率较小，不足以让灯泡发光，只有灯泡功率达到一定值时灯泡才能正常发光．