Question

3．小明在進行“測量小燈泡功率”的實驗時，實驗臺上提供的器材有：待測小燈泡（額定電壓2.5V，正常發(fā)光時的電阻約為5Ω）
電源：6V蓄電池 電流表A（0～0.6A、0～3A） 電壓表V（0～3V、0～15V） 滑動變阻器R（0～15Ω） 電阻箱R（0～999?99Ω）  開關一個，導線若干．

（1）小明在實驗中電流表應該選擇0～0.6A的量程，電壓表應該選擇0～3V的量程．
（2）閉合開關前應把滑動變阻器滑片的位置調到阻值最大端（填“阻值最大”或“阻值最小”）．
（3）他連接的實物電路如圖1所示，請在圖2虛線框內畫出該電路圖．
（4）小明完成上述實驗后，小王發(fā)現(xiàn)電流表已壞，他利用剩余器材和另外兩個開關，也完成了小燈泡額定功率的測量，請在圖3實線框中畫出小王的實驗設計電路圖．

Answer 1

分析 （1）在選擇電流表和電壓表的量程時，應根據(jù)測量要求，在保證電路安全的情況下，盡量選擇小量程，這樣會使測量結果更準確；
（2）閉合開關前，為保護電路應把滑動變阻器滑片的位置調到阻值最大位置；
（3）由實物圖可知，定值電阻、滑動變阻器、電流表、開關串聯(lián)，電壓表測量定值電阻兩端電壓
（4）電流表已損壞，只有電壓表，使已知變阻箱R（調節(jié)為適當大小的阻值）與燈泡串聯(lián)，間接求燈泡正常工作時的電流．
滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，使燈泡正常工作，電壓表與燈泡并聯(lián)，使電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓2.5V．
再通過開關閉合與斷開，電壓表與燈泡和變阻箱，滑動變阻器滑片位置不動，測兩者的總電壓，求已知電阻箱兩端的電壓，求通過電阻箱的電流，即燈泡正常工作時的電流，根據(jù)P=UI計算燈泡額定功率．

解答 解：（1）由題意可知，額定電壓為2.5V的小電燈，正常發(fā)光時的電阻約為5Ω，則電路中的電流約為$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A，故電流表的量程可選擇0～0.6A量程；
小電燈的額定電壓為2.5V，故為了測量準確，可選擇0～3V量程．
電路最大電壓為6V，最小電阻為5Ω，電路中最大電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{5Ω}$=1.2A，所以，電流表選擇0～0.6A量程；
（2）閉合開關前，為保護電路應把滑動變阻器滑片的位置調到阻值最大端；
（3）從正極開始，依次連接開關、定值電阻、電流表、滑動變阻器，然后回到負極，電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，如下圖；

（4）燈泡與變阻箱電阻、滑動變阻器串聯(lián)，移動滑動變阻器滑片，當燈泡并聯(lián)的電壓表示數(shù)為2.5V時，燈泡正常工作．
滑動變阻器滑片位置不變，通過閉合、斷開開關，使電壓表并聯(lián)在燈泡與變阻箱兩端．
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關系求變阻箱兩端電壓，根據(jù)歐姆定律求通過變阻箱的電流，即燈泡額定電流，根據(jù)P=UI計算額定功率，如圖．
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故答案為：（1）0～0.6A；0～3V；（2）阻值最大；（3）如上圖；（4）如上圖．

點評 本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的調節(jié)、電路的創(chuàng)新設計，本實驗應用了等效替代法；創(chuàng)新電路的設計綜合性較強，有一定的難度，要注意積累經驗；還要注意電壓表和電流的量程確定原則，這都是中考的熱點．