Question

6．如圖甲是曉紅設計的“測量小燈泡額定功率”的電路圖．已知電源U恒為6V，小燈泡額定電壓2.5V．

（1）請用筆畫線代替導線，根據甲圖原理將乙圖中實物電路連接完整．
（2）當曉紅連接好所有的導線時，發現小燈泡立即發出耀眼的光，接著小燈泡燒壞，請指出曉紅在連接電路時的錯誤操作：
①開關沒有斷開②沒有將滑動變阻器的滑片調到阻值最大的位置
（3）曉紅更換小燈泡，正確連接電路，閉合開關后，移動滑片P，燈泡正常發光時，通過燈泡的電路如圖丙所示，求出小燈泡的額定功率0.75W．
（4）曉紅還想用原實驗器材測量電阻絲Rx的阻值（約1Ω），滑動變阻器R的最大阻值約為15Ω，她用電阻絲替換小燈泡，閉合開關后發現電壓表已損壞，其他器材完好，還有一個開關S₂可用．請在圖丁中畫出測電阻絲R_x阻值的電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據電路圖連接實物圖；
（2）為保證電路安全，連接電路時，開關要斷開，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值．
（3）由圖丙所示電流表確定其分度值，讀出電流表示數，然后由P=UI求出燈泡額定功率．
（4）把待測電阻絲與滑動變阻器串聯接入電路，調節滑片，測出電路電流，求出電路總電阻；
然后保存滑片位置不變，只把滑動變阻器接入電路，測出電路電流，由歐姆定律求出滑動變阻器阻值；最后由串聯電路特點求出電阻絲電阻，據此畫圖．

解答 解：
（1）小燈泡額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程與燈并聯，圖甲中滑片右側電阻絲連入電路，則圖乙中也將變阻器滑片以右的電阻絲連入電路中，實物電路如下圖1所示：

（2）連完導線，燈泡立即發光，說明連接電路時開關是閉合的；燈泡發出耀眼的光，說明電路中電流太大，滑動變阻器接入電路的阻值很小，沒有將滑動變阻器的滑片調到阻值最大的位置．
（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，示數為0.3A，
燈泡額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）實驗電路圖：實驗電路圖如圖2所示；
實驗步驟：按圖示電路圖連接電路；閉合開關S₁，斷開S₂，移動滑片，讀出電流表示數I；保持滑片位置不變，再閉合開關S₂，讀出電流表示數I′；
開關S₁閉合，S₂斷開時，電路總電阻：R_總═$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{I}$-------①，
開關S₁與S₂都閉合時，滑動變阻器接入電路的阻值：R_滑=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{I′}$--------②
根據電阻的串聯可得，待測電阻的阻值：
R_x=R_總-R_滑=$\frac{6V}{I}$-$\frac{6V}{I′}$；
故答案為：（1）電路圖如圖1所示；
（2）連接電路時，開關沒有斷開；沒有將滑動變阻器的滑片調到阻值最大的位置；
 （3）0.75；
（4）如圖2所示．

點評 本題測量小燈泡額定功率，考查電路的連接、注意事項、電流表讀數，同時也考查了設計實驗方案測電阻的能力．