Question

【題目】在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω。

(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中小亮未完成的實(shí)物電路連接完整；

（__________）

(2)另外一個(gè)小組同學(xué)連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光微弱，電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針沒動(dòng)，則電路故障的原因可能是______；

(3)小亮正確連接電路后，閉合開關(guān)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為______ W；

(4)在小燈泡正常發(fā)光時(shí)，小亮將滑片P向B端移動(dòng)到另一位置，受燈絲溫度的影響，滑片向B端移動(dòng)的過程中，電壓表與電流表的比值______（填“變大”、“不變”或“變小”）；

(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小亮拿出一個(gè)形狀有點(diǎn)特殊的小燈泡L，小燈泡的上面只標(biāo)有額定電流0.2A，他想測出這個(gè)小燈泡的額定功率，便設(shè)計(jì)了如圖丙所示電路，請(qǐng)你將下面給出的實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整，（其中電源電壓為6V且保持不變，滑動(dòng)變阻器R0的最大阻值為50Ω，定值電阻RX的阻值未知）

①閉合開關(guān)S、S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處，這時(shí)電壓表的示數(shù)為1V；

②_______（填開關(guān)閉合、斷開情況），調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為______V，小燈泡L正常發(fā)光；

③滑動(dòng)變阻器的滑片保持不動(dòng)，閉合開關(guān)S、S1，這時(shí)電壓表的示數(shù)為3V；

④小燈泡L的額定功率P額＝______W。

Answer 1

【答案】 滑動(dòng)變阻器接了兩個(gè)下接線柱 0.7 變小 閉合S、斷開S1 2 0.4

【解析】

本題考查測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)的實(shí)物圖連接、數(shù)據(jù)處理及特殊的測量方法。

(1)[1]本探究是用伏安法測量小燈泡的電功率，電壓表應(yīng)并聯(lián)在小燈泡兩端，實(shí)物圖中電壓表的負(fù)接線柱已與小燈泡的一個(gè)接線柱相連，所以電壓表的正接線柱應(yīng)與小燈泡的另一個(gè)接線柱相連。而小燈泡額定電壓是2.5V，正常工作時(shí)電阻大約是10Ω，那么正常工作時(shí)的電流約為

所以電流表的量程選用0~0.6A，并串聯(lián)在電路中。如圖：

(2)[2]從移動(dòng)滑片時(shí)，兩表的指針不動(dòng)，可知滑動(dòng)變阻器沒起到變阻作用，即滑動(dòng)變阻器的接線或是兩上或是兩下的接法，而且閉合開關(guān)后，小燈泡發(fā)光微弱，且兩個(gè)電表指針偏轉(zhuǎn)角度很小，可知滑動(dòng)變阻器接入電路的中電阻太大，即接了兩個(gè)下面的接線柱。

(3)[3]由圖乙可知，電流表所接的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，所以讀數(shù)是0.28A，而小燈泡的額定電壓是2.5V，所以小燈泡的額定電功率是

P=U額I額=2.5V×0.28A=0.7W

(4)[4]小燈泡正常發(fā)光時(shí)，將滑片向B端移動(dòng)，則變阻器的電阻變大，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)得，電路的總電阻變大，而電源電壓保持不變，那么電路中的電流變小，則小燈泡的亮度暗，小燈泡燈絲的溫度降低，燈絲的電阻會(huì)隨之變小，所以電壓表與電流表的比值變小。

(5)②[5][6]閉合開關(guān)S、S1時(shí)，燈泡L短路，電阻RX和R0串聯(lián)，電壓表測RX電壓，此時(shí)RX兩端的電壓為1V，電源電壓為6V，所以變阻器兩端的電壓為

U0=U-U1=6V-1V=5V

根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，有

即

，RX=10Ω

RX的阻值已知，接下來應(yīng)用電壓表測RX兩端的電壓，且讓燈泡與RX和變阻器都串聯(lián)在電路中，所以應(yīng)閉合S，斷開S1。若燈泡正常發(fā)光，則電路中的電流為0.2A，此時(shí)RX兩端的電壓

U2=I2RX=0.2A×10Ω=2V

所以可通過調(diào)節(jié)變阻器滑片讓電壓表的示數(shù)為2V。

④[7]燈泡的額定電流已知，若能求出此時(shí)燈泡兩端的電壓，便可求出額定電功率。據(jù)題意，電源電壓已知，電阻RX的電壓已知，可先求變阻器的電壓。電路中的電流已知，接下來求變阻器的阻值。因而應(yīng)保持滑片的位置不變，即變阻器的電阻不變，閉合S、S1，測得此時(shí)電阻RX的電壓為3V，則變阻器兩端的電壓

U0＇=U-U3=6V-3V=3V

即

，R0＇=10Ω

再回到三個(gè)用電器串聯(lián)的電路，變阻器兩端的電壓

U0＇＇=IL R0＇=0.2A×10Ω=2V

小燈泡兩端的電壓

UL=U- U0＇＇- U2=6V-2V-2V=2V

小燈泡的額定功率

P額= UL IL=2V×0.2A=0.4W