(2019·齐齐哈尔)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小丹设计了如图甲所示的电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”,电源是由2节新干电池串联组成。
(1)请用笔画线代替导线,帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整。(要求导线不交叉)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5 V,电流表示数如图丙所示为 A,则小灯泡的额定功率为 W,此时灯丝的电阻为 Ω。
(5)小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率,滑动变阻器的滑片应向 (选填“A”或“B”)端调节,观察到小灯泡变亮。
(6)下表是小丹根据实验测得的多组数据,她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的,则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是 。
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电压U/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 2.8 |
| 电流I/A | 0.12 | 0.16 | 0.18 | 0.22 |
(7)小丹经过思考,发现用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率,她设计的电路如图丁所示,具体操作是:闭合开关S,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时,小灯泡正常发光,此时电流表A2的示数为I2,则小灯泡额定功率的表达式为P= 。(用I1、I2、R0表示)
答案
(1)如图所示
(2)A
(3)小灯泡短路
(4)0.2 0.5 12.5
(5)B
(6)温度
(7)R0I1×(I2-I1)
解析：(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处的A端。
(3)连接好电路后,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,说明电路为通路,发现小灯泡不发光,则电路故障可能是小灯泡短路。
(4)排除故障后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5 V,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.2 A则小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5 V×0.2 A=0.5 W;由欧姆定律可知,此时灯丝的电阻为RL=
=12.5 Ω。
(5)小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率,即增大小灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故滑动变阻器的滑片应向B端调节。
