Question

【題目】小明用“伏安法”測量小燈泡的電功率中，提供的實驗器材有：待測小燈泡（額定電壓為2.5 V）、電源（二節(jié)新干電池）、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)及導(dǎo)線若干。

（1）檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)S，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是____________。

（2）故障排除后進(jìn)行實驗，通過移動滑片記錄了多組數(shù)據(jù)，并作出了如圖乙所示的I-U圖象。據(jù)圖象可知小燈泡的額定功率為_________W。

（3）小華利用小明的實驗器材，只增加了一個阻值為10 Ω定值電阻R1、電阻箱R2，來測量小燈泡的額定功率。如圖丙、丁是她設(shè)計的兩種不同方案的電路圖。則以下判斷正確的是____（填字母）。

A．兩種方案都能 B．兩種方案都不能

C．丙方案不能，丁方案能 D．丙方案能，丁方案不能

（4）實驗結(jié)束后，小明將該小燈泡單獨與一個10 Ω的定值電阻R0串聯(lián)后接入電壓為3 V的電源兩端，此時R0的功率是________W。

Answer 1

【答案】 燈泡斷路 0.75 D 0.4

【解析】（1）檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)S，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動．即電流表無示數(shù)，說明電路中存在斷路性故障，而電壓表有示數(shù)，說明電壓表兩端到電源兩端是通的，所以故障原因可能是與電壓表并聯(lián)的小燈泡斷路。

（2）故障排除后進(jìn)行實驗，通過移動滑片記錄了多組數(shù)據(jù)，并作出了如圖乙所示的I-U圖像．據(jù)圖像可知小燈泡電壓為2.5V時，電流為0.3A，則額定功率為：

。

（3）如圖丙方案，兩開關(guān)閉合，且S接1時，調(diào)整滑動變阻器，使電壓表為2.5V，即燈泡的正常工作電壓，保持滑片不動，將開關(guān)S接2，此時測量燈與R1的總電壓，則兩次電壓之差，可得R1兩端的電壓，結(jié)合阻值可求出電流，因為串聯(lián)，此電流即燈的電流，所以丙方案可測量燈的額定功率；

如圖丁方案，可以通過電阻箱的調(diào)整，利用等效法進(jìn)行測量，但電壓表也滑動變阻器并聯(lián)，不能準(zhǔn)確得出燈的電壓，因為兩節(jié)新干電池不能保證電壓正好3V，必須準(zhǔn)確測量出才可用于計算，所以丁方案不能完成實驗。選D。

（4）將該小燈泡單獨與一個10Ω的定值電阻R0串聯(lián)后接入電壓為3V的電源兩端，則應(yīng)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓和電流特點，結(jié)合乙圖找出此時符合實際的電壓和電流。

如圖當(dāng)燈兩端電壓為1V時，電流為0.2A，根據(jù)可知，此時電阻兩端的電燈為：

，則電源電壓正好為：，故此時R0的功率是：

。