Question

12．小明設計如圖甲所示電路測定小燈泡的功率，被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右，有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表、電壓表、滑動變阻器R（50Ω 1A）、開關、導線．

（1）實驗前在檢查儀器時，發現電流表指針如圖甲（2）所示，則接下來的操作是將電流表指針調零．
（2）請你在圖甲（1）中補上兩根導線，將電路連接完整．
（3）正確操作后，當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）做完此實驗后，小麗還想測量一只阻值約為數百歐的電阻R_x的阻值，與其他同學討論后，她通過增加一電阻箱R₀（0～9999Ω 5A）、定值電阻（200Ω 2A）、單刀雙擲開關等器材，設計出了A、B兩種方案（如圖丙），在A、B兩種方案中，方案B可以讓測量結果更準確，理由是可以多次測量取平均值，減小誤差．（電表為理想電表）

U/V	3.0	2.5	2.0	1.8	1.5	1.3
I/A	0.20	0.30	0.40	0.44	0.50	0.54

（5）某小組在一次實驗探究中利用電壓表和電流表測得了多組數據，記錄如表，請根據表中給出的數據，判斷他們實驗時的電路可能是圖中的哪一個C

Answer 1

分析 （1）由圖乙知電流表指針沒有指在零刻度線上，應對電流表進行調零，使指針指在零刻度線上；
（2）本實驗中，滑動變阻器、燈泡、電流表串聯，電壓表與燈泡并聯，根據燈泡規格確定電表量程，由此連接實物；
（3）已知燈泡的額定電壓及電流，由P=UI可求出燈泡的額定功率；
（4）方案A通過R_x與R串聯，測得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關由a到b再調節電阻箱，電壓表示數與在a點相同，則可求得電阻值；
方案B先后把電壓表分別放在R_x和R₀兩端測出電壓值，由串聯分壓公式可求R_x．調節電阻箱阻值，可以多次測量取平均值，以減小誤差；
（5）由表中數據可知，當電壓表的示數減小時，電流表的示數增大，分析四個電路圖，當滑片移動時的電壓表和電流表的變化得出答案．

解答 解：（1）由圖乙知電流表指針沒有指在零刻度線上，則接下來的操作是將電流表指針調零（或調零）；
（2）測量小燈泡電功率的實驗中，滑動變阻器、燈泡、電流表串聯，電壓表與燈泡并聯；
由歐姆定律可知，燈泡正常發光電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表應使用0-0.6A量程，滑動變阻器一上一下接入電路中，如圖所示：

（3）由圖乙可知，電流表的量程0～0.6A，分度值，0.02A，示數I=0.3A，燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）方案A通過R_x與R串聯，測得R_x兩端電壓，然后單刀雙至開關由a到b再調節電阻箱，電壓表示數與在a點相同，則可求得電阻值；
方案B先后把電壓表分別放在R_x和R₀兩端測出電壓值，由串聯分壓公式可求R_x．調節電阻箱阻值，可以多次測量．方案A，只能求一次阻值；方案B可以多次測量求平均值，以減小誤差；
（5）AB．電壓表測量電源電壓，當移動滑片時，電壓表的示數不變，故A、B不符合題意；
CD．電阻與滑動變阻器串聯，當滑片右移時，連入電阻變小，電路中的電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，即電流表的示數變大，由U=IR可知，定值電阻兩端電壓變大，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，變阻器兩端電壓將變小，
即圖C中電流表示數變大時電壓表示數變小，圖D中電流表示數變大時電壓表的示數變大，故C符合，D不符合；
故答案為：（1）將電流表指針調零；（2）如上圖；（3）0.75W；（4）B；可以多次測量取平均值，減小誤差；（5）C．

點評 本題考查測量小燈泡的功率還考查了電路的動態分析，涉及到串聯電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是根據表格數據獲取有用的信息．