Question

【題目】在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，實驗室提供如下器材：電源（電壓恒為6V）、電壓表和電流表各一個、額定電壓為2.5V的待測小燈泡L（電阻約為10Ω）、滑動變阻器兩個（R甲：“10Ω1A”；R乙：“50Ω 0.5A”）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。

試驗次數(shù)	電壓U/V	電流I/A
1	1.5	0.18
2	2.5	0.24
3	3.0	0.28

（1）實驗中，應(yīng)選用的滑動變阻器是______（選填“R甲或R乙”）

（2）選用滑動變阻器后，請你根據(jù)以上器材設(shè)計一個測量小燈泡電功率的實驗電路圖，并畫在圖甲的虛線框內(nèi)：

（______）

（3）某小組在實驗中記錄了3組小燈泡的電流隨電壓變化的情況，如表，完成實驗后小組進一步求得該小燈泡正常發(fā)光時的電阻為______Ω．（結(jié)果保留一位小數(shù)）

（4）另一小組實驗時，發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞，為了測出該小燈泡的額定功率，小組在實驗室選了一個10Ω的電阻R0和一個單刀雙擲開關(guān)，設(shè)計了如圖乙所示的電路并完成了該實驗（電源電壓不變）。請你寫出實驗步驟，求出小燈泡的額定功率P額（用R0、U額、U1表示）

實驗步驟：______；

小燈泡的額定功率P額=______。

Answer 1

【答案】R乙 10.4 ①閉合開關(guān)S，S1接b，調(diào)節(jié)滑動變阻器R使小燈泡正常發(fā)光，記錄電壓表示數(shù)U1。

②閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片保持不動，S1接a，讀出此時電壓表示數(shù)為U2

【解析】

（1）根據(jù)額定電壓為2.5V的待測小燈泡L（電阻約為10Ω），由歐姆定律得出燈的額定電流，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律得出變阻器連入電路的電阻確定選用滑動變阻器；

（2）電壓表測燈的電壓，電流表測電路中的電流；

（3）由歐姆定律求得該小燈泡正常發(fā)光時的電阻；

（4）要測燈的額定功率，首先使燈正常發(fā)光，先將電壓表與燈并聯(lián)，通過移動滑片的位置，使燈的電壓為額定電壓；保持滑片位置不動，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電壓表測燈與定值電阻的電壓，因此時各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，可求出此時定值電阻的電壓，由歐姆定律可求出燈的額定電流，根據(jù) 可求出燈的額定功率。

本題測燈的功率，考查實驗原理，電路設(shè)計、器材選擇、電阻計算和設(shè)計方案測功率的能力。

[1]由歐姆定律，燈的額定電流為：

,

根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律，變阻器連入電路的電阻：

，

故選用滑動變阻器R乙；

[2]測量小燈泡電功率的實驗電路圖如下所示：

[3]小燈泡正常發(fā)光時的電阻為：

；

[4]實驗步驟：

①閉合開關(guān)S，S1接b，調(diào)節(jié)滑動變阻器R使小燈泡正常發(fā)光，記錄電壓表示數(shù)U1；

②閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片保持不動，S1接a，讀出此時電壓表示數(shù)為U2；

[5]在②中，電壓表測燈與定值電阻的電壓，因保持滑片位置不動，各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時定值電阻的電壓為U2-U1；由歐姆定律燈的額定電流：

，

則小燈泡額定功率：

。