Question

【題目】如圖是測量“小燈泡額定功率”的實驗（小燈泡上標有“2.5V”的字樣）．已知電源是兩節(jié)新的干電池．

（1）請用筆畫線代替導線補畫甲圖實物電路；（原有導線不許改動，導線不許交叉）

（2）正確連接電路，閉合開關后，小燈泡不亮，電流表幾乎無示數(shù)、電壓表有示數(shù)（等于3V），原因是 ．

（3）排除故障后，實驗時發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2V，為了測額定功率應將滑動變阻器滑片P向 （選填“C”或“D”）端移動．

（4）當小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如乙圖所示，則小燈泡的額定功率是 W．

（5）完成上述實驗后，小明想用原電路測量一段電阻絲Rx的阻值（約10Ω）．他用電阻絲替換了燈泡，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，將其拆除，不改變其它電路元件連接方式，小明也完成了實驗．請你簡述實驗步驟并寫出計算Rx的最后表達式．（已知滑動變阻器的最大阻值為R0）

實驗步驟： ．

表達式：Rx= ．

Answer 1

【答案】（1）見圖；（2）燈泡斷路；（3）C；（4）0.75；

（5）實驗步驟：閉合開關，使滑動變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數(shù)I1；

將滑動變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I2．

表達式：RX=R0．

【解析】

試題分析：（1）本實驗中，電流表、滑動變阻器、燈泡應串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，由此連接實物；

（2）電路故障一般是斷路或短路，根據(jù)兩電表示數(shù)分析電路的故障可能原因；

（3）燈泡兩端電壓由2V增大到2.5V，燈泡電流要增大，需要減小電路電阻，減小滑動變阻器的電阻；

（4）根據(jù)電流表的量程和分度值確定電流表的示數(shù)，再利用P=UI求出燈泡的額定功率；

（5）滑動變阻器的最大阻值已知，滑動變阻器和被測電阻串聯(lián)，讓滑動變阻器全部接入和不接入，來改變電路的電阻，完成電流表的兩次測量，利用兩次電路的電源電壓相等，列出等式，解出RX．

解：

（1）測量“小燈泡額定功率”的實驗中，電流表、滑動變阻器、燈泡應串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)測燈泡兩端電壓，由此補畫出實物連接如圖所示：

（2）發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表示數(shù)為零，可能是電路出現(xiàn)了斷路，電壓表指針偏轉示數(shù)為電源電壓，說明電壓表到電源間是通路，所以故障可能是燈泡斷路造成的；

（3）要使燈泡兩端的電壓從2V增加到2.5V，應將滑動變阻器滑片P向C端移動，以減小電路中的電阻，增大電流，從而提高燈泡兩端電壓，使其為2.5V，保證燈泡正常發(fā)光；

（4）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.3A；

燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

（5）被測電阻RX與滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電流表串聯(lián)在電路中，

滑動變阻器的電阻為零時，只有被測電阻RX接入電路，測得電流為I1，電源電壓為I1RX，

滑動變阻器的電阻最大為R0時，R0與RX串聯(lián)，測得電路電流為I2，電源電壓為I2（R0+RX），

所以，I1RX=I2（R0+RX），

所以，RX=R0．

故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）C；（4）0.75；

（5）實驗步驟：閉合開關，使滑動變阻器連入電路的阻值最小（為零），記下電流表的示數(shù)I1；

將滑動變阻器連入電路的阻值最大，記下電流表示數(shù)I2．

表達式：RX=R0．