Question

【題目】在“測(cè)定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定電壓為2.5V。

（1）圖甲中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)“×”，并在圖中改正（導(dǎo)線不許交叉）。

（_______）

（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮。兩電表無(wú)示數(shù)。為判斷故障、將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電壓表有示數(shù)，則電路發(fā)生故障的原因是_____。

（3）排除故障后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某一點(diǎn)，電壓表示數(shù)如圖乙所示為_____V。

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄繪制Ⅰ﹣U圖象如圖丙所示，根據(jù)圖象信息，計(jì)算小燈泡的額定功率是_____W。

（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小敏設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，測(cè)出了額定電流為I額的小燈泡的額定功率。實(shí)驗(yàn)方案如下：（電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為R1）

①按電路圖連接電路。

②閉合開(kāi)關(guān)_____，移動(dòng)R1滑片，使電流表的示數(shù)為I額燈泡正常發(fā)光。

③閉合開(kāi)關(guān)_____，保持R1滑片位置不動(dòng)，移動(dòng)R2滑片，使電流表的示數(shù)為I額。

④保持_____滑片位置不動(dòng)，將另一個(gè)滑動(dòng)變阻器滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為I1，再將此滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為I2。

⑤小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝_____。（用I額、I1、I2、R1表示）

Answer 1

【答案】 滑動(dòng)變阻器斷路 2.2 0.5 S1 S2 R2 I額2

【解析】

（1）本實(shí)驗(yàn)中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡的兩端，由此分析圖甲的錯(cuò)誤修改；

（2）通過(guò)小燈泡不亮，兩電表無(wú)示數(shù)，判斷出電路中出現(xiàn)斷路，然后根據(jù)具體情況判斷斷路處；

（3）由圖乙明確電壓表量程和分度值，再讀數(shù)；

（4）由圖象讀出額定電壓下通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)P＝UI計(jì)算額定電功率；

（5）已知燈泡的額定電流，可通過(guò)R2等效替代正常發(fā)光燈泡，再根據(jù)電路特點(diǎn)，利用電源不變計(jì)算出R2的阻值，由P＝I2R計(jì)算額定功率。

（1）由圖甲知，電壓表串聯(lián)在了電路中，應(yīng)將其與燈泡并聯(lián)，將滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電路圖如圖所示：

（2）小燈泡不亮，兩電表無(wú)示數(shù)，電路可能有斷路發(fā)生，將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，此時(shí)電壓表兩接線柱到電源兩極間是通路，則說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的滑動(dòng)變阻器斷路；

（3）由圖乙知，電壓表使用0﹣3V量程，分度值為0.1V，所以電壓表示數(shù)為2.2V；

（4）當(dāng)U=2.5V時(shí)燈泡正常發(fā)光，由圖象知此時(shí)燈泡中的電流I=0.2A，所以燈泡的額定功率：

P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；

（5）①按電路圖連接電路。

②閉合開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)R1滑片，使電流表的示數(shù)為I額燈泡正常發(fā)光。此時(shí)燈泡與R1串聯(lián)；

③閉合開(kāi)關(guān)S2，保持R1滑片位置不動(dòng)，移動(dòng)R2滑片，使電流表的示數(shù)為I額。

此時(shí)R1與R2串聯(lián)，因?yàn)殡娐分须娏魅詾镮額，所以R2=RL；

④保持R2滑片位置不動(dòng)，將另一個(gè)滑動(dòng)變阻器（R1）滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為I1，再將此滑動(dòng)變阻器（R1）的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為I2。

由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得：

U=I1R2=I2（R1+R2），

解得：，

⑤小燈泡額定功率的表達(dá)式為：。