Question

【題目】某班同學到實驗室做“測量小燈泡功率”的實驗。所用的器材有電壓為 6V 的電源、額定電壓為 2.5V 的小燈泡（額定功率小于 1W）、規格為30Ω 0.5A的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、導線若干。

(1)請將圖甲實物電路補充完整______。（要求：滑片 P 向右移動時小燈泡變亮）

(2)小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為______W。

(3)測完功率后，同學們繼續利用這個電路探究“電流與電阻的關系”，將小燈泡換成定值電阻，實驗中保持電壓表的示數始終是 2V，更換不同的定值電阻，并記錄各次電流表的示數。為了能夠完成實驗，更換的定值電阻的阻值范圍是______Ω。

(4)在實驗過程中，小明同學用某個電阻做完實驗后，斷開開關，保持滑片 P 的位置不變，換上另一電阻后馬上閉合開關，發現電壓表的示數是 2.5V。請問小明剛換上的電阻的阻值是______Ω。（實驗中更換的定值電阻的阻值均為整數）

(5)上述實驗完成后，老師又用另一套器材設計了如圖丙所示的電路，只用電流表來測量額定電流 I額＝0.2A 的小燈泡正常發光時的電阻 R，電源電壓未知，滑動變阻器的最大阻值 R0＝50Ω。測量過程如下，請將測量步驟補充完整。①閉合 S2，斷開 S1，移動滑動變阻器的滑片，使其連入電路的阻值最大，記下電流表的示I＝0.12A，則電源電壓為______V；

②____ （填兩開關閉合情況），移動滑動變阻器的滑片，使電流表的示數為 0.2A，小燈泡正常發光；③____（填兩開關閉合情況），保持滑動變阻器的滑片位置不變，記下電流表的示數為 0.15A；④小燈泡正常發光時的電阻 R＝______Ω。

Answer 1

【答案】 0.6 10 6 閉合S1斷開S2 閉合S2斷開S1 20

【解析】

(1)[1]額定電壓為2.5V的小燈泡，故電壓表選用小量程與燈并聯，滑片P向右移動時小燈泡變亮，即電流變大電阻變小，故滑片以右電阻絲連入電路中，如圖所示

(2)[2]電流表連接0~0.6A量程，分度值為0.02A，電流表讀數為0.24A，則小燈泡的額定功率為

(3)[3]實驗中保持電壓表的示數始終是2V，根據串聯電路的規律，變阻器的電壓為

由分壓原理，變阻器的電阻為定值電阻的2倍，因最大電流為0.5A，由歐姆定律，電路的電阻應大于

根據電阻的串聯，定值電阻不應小于

當變阻器的最大電阻連入電路中時，定值電阻的最大值為

為了能夠完成實驗，更換的定值電阻的阻值范圍是

(4)[4]在實驗過程中，小明同學用某個電阻為R1做完實驗，則變阻器連入的電阻為2R1，換上另一電阻后馬上閉合開關，發現電壓表的示數是2.5V，則變阻器的電壓為3.5V，由分壓原理

解得

因實驗中更換的定值電阻的阻值均為整數，故R1可能為7或14Ω， 對應的R換=10Ω，

或20Ω，若R1為14Ω，因更換的電阻范圍為故小明剛換上的電阻的阻值是10Ω。

(5)[5]閉合開關S2，斷開開關S1，移動滑動變阻器的滑片使其連入阻值為最大，即P移動到最左端，此時R0=50Ω，并記下電流表的示數為I=0.12A，電流測通過變阻器的電壓，則電源電壓為

[6]閉合S1，斷開S2，移動滑動變阻器的滑片使電流表的示效為0.2A，燈泡正常發光。

[7]閉合S2，斷開S1，保持滑動變阻器的滑片位置，記下電流表的示效為I2=0.15A。

[8]④在②中，此時變阻器左邊電阻絲與燈串聯，電流表測電路中的電流，設變阻器滑片以右電阻為R右，則左邊電阻為50Ω-R右，根據電阻的串聯及歐姆定律得

即

在③中，根據歐姆定律有

即

綜上，解得正常發光時的電阻為