Question

【題目】用小燈泡研究電學規律的幾個實驗 .
（1）用圖甲所示的電路圖研究并聯電路電流的特點 .

①在連接電路時，開關應；將電流表接在電路中某處，當閉合開關試觸時，發現電流表的指針偏轉如圖乙所示，原因是；
②實驗中可用電流表分別測出電路中三個位置的電流來尋找規律，以下取點組合合適的是 （）
A.EAD B.EDF C.FCD D.FAB
（2）用圖甲研究并聯電路電壓的規律（其中兩只燈泡的阻值不相等）.
①完成圖丙中未完成的連接，要求電壓表測L2兩端的電壓；
②用電壓表分別準確測量了L1和L2兩端的電壓，則這兩個電壓值應（相等/不相等）.
（3）用圖丁的電路比較燈泡的亮度 .
①閉合開關后，發現兩燈均不亮，且兩個電壓表的示數為均0V .你認為出現這種情況的原因可能是.
②恢復正常后，閉合開關，多次移動滑動變阻器滑片后，均發現甲燈較亮，且測量甲燈電壓的電壓表示數也較大 . 對此的合理解釋是：兩燈串聯時，通過燈泡的相等，電壓越高，越多，因此燈越亮 .
（4）用戊圖測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率

①實驗原理：；
②閉合開關后，小明發現電壓表示數只有0.8V，為測量燈泡的額定功率，他應向移動滑動變阻器的滑片，直至時，并讀出 ， 可算出額定功率的大小 .
③小明在實驗時，不小心將電流表損壞，由于沒有多余的電流表更換，老師取走電流表，并拿來一只定值電阻R0 ， 并提醒小明將它串聯接在了原電路中接電流表的位置處（圖未畫出），請你幫助小明利用該電路測出燈泡的額定功率 .
小明的實驗步驟應該是：
I.；
II.；
III.計算燈泡額定功率的表達式為P額=（用已知量和測量表示，其中小燈泡的額定電壓用Ue表示 ）.

Answer 1

【答案】
（1）斷開,電流表的正負接線柱接反了,A
（2）,相等
（3）發生了斷路或兩個燈泡同時短路,電流,電流做的功
（4）P=UI,左,電壓表的示數為2.5V,電流表的示數,閉合開關,移動滑片使電壓表示為2.5V,斷開開關,將電壓表拆下并聯到R0兩端,讀出電壓表的示數為U0,U額U0/R0
【解析】（1）①連接電路時，開關必須處于斷開狀態；根據圖乙可知，電流表指針反偏，因此電流表的正負接線柱接反了；②探究并聯電路電流的規律時，需測量干路電流和各支路電流；A、E為干路中的一點，AD分別為兩條支路中對應的點，因此A中的組合合適；B、EF都為干路中的一點，D為一條支路中對應的點，因此B中的組合不合適；C、F為干路中的一點，CD為同一條支路中對應的兩點，因此C中的組合不合適；D、F為干路中的一點，AB為同一條支路中對應的兩點，因此D中的組合不合適；A符合題意；
（2）①已知電源電壓為4.5V，因此電壓表選擇0～15V的量程；使兩燈泡并聯，電壓表并聯在L2兩端的電壓；如下圖所示：

；
②因為并聯電路兩端電壓相等，因此用電壓表分別準確測量了L1和L2兩端的電壓，則這兩個電壓值應相等；
（3）①如果電路發生斷路，并且兩個電壓表的示數為均0V，則電路故障為滑動變阻器斷路；如果電路發生短路，并且兩個電壓表的示數為均0V，則電路故障為甲、乙兩燈泡同時短路；
②因為串聯電路處處電流相等，所以通過燈泡的電流相等，燈泡兩端電壓越高時，由W=UIt可知，電流做的功越多，因此燈越亮；
（4）①測量燈泡額定功率的原理：P=UI；
②閉合開關后，小明發現電壓表示數只有0.8V小于燈泡的額定電壓，要測量燈泡的額定功率，需減小滑動變阻器兩端電壓，即減小滑動變阻器接入電路的阻值，故需將滑片向左移動，直至電壓表的示數為2.5V時，并讀出電流表的示數，可算出額定功率的大小；
③要測小燈泡的額定功率，必須測出額定電壓下小燈泡的電流； 在電流表不能使用時，可以把已知阻值的定值電阻串聯到電路中，當小燈泡正常工作時，利用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，再根據歐姆定律求出電流，即為小燈泡的額定電流，再根據P=UI求出燈泡的額定功率，所以改變后的實驗方案電路圖如圖所示：

.

主要實驗操作步驟：Ⅰ、閉合開關，移動滑片使電壓表示數為2.5V；Ⅱ、斷開開關，將電壓表拆下并聯到R0兩端，讀出電壓表的示數為U0；Ⅲ、小燈泡額定功率的表達式：P額=U額U0/R0．
故答案為：（1）①斷開；電流表的正負接線柱接反了；②A；（2）①見解答；②相等；（3）①發生了斷路或兩個燈泡同時短路；②電流；電流做的功；（4）①P＝UI；②左；電壓表的示數為2.5V；電流表的示數；③閉合開關，移動滑片使電壓表示為2.5V；斷開開關，將電壓表拆下并聯到R0兩端，讀出電壓表的示數為U0；U額U0/R0 .

（1）①連接電路的過程中，開關應斷開，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應放在阻值最大處；使用電流表時要“正進負出”，正、負接線柱接反時，電流表的指針會向左偏轉；②研究并聯電路電流的特點時，必須要測出各支路的電流和干路電流，再從中尋找規律；
（2）①將兩燈泡并聯在電路中，按題目要求將電壓表并聯在燈L2的兩端；②并聯電路各支路兩端的電壓等于電源電壓；
（3）①兩燈泡串聯，兩電壓表分別測它們兩端的電壓，發生了斷路或兩個燈泡同時短路時，兩電壓表的示數都為0；②串聯電路中電流處處相等，根據電功的公式W＝UIt分析，電壓越高時，燈越亮的原因；
（4）①測量燈泡額定功率的原理是電功率的計算公式：P=UI；②燈泡兩端的電壓小于額定電壓時，在減小滑動變阻器接入電路的阻值，以減小滑動變阻器兩端的電壓，增大燈泡兩端的電壓到額定電壓，讀出電流，利用電功率公式計算小燈泡兩端的電壓；③缺少電流表測電功率的方法：首先測出小燈泡兩端的電壓，再測出電阻R0兩端的電壓，用歐姆定律計算出電路中的電流，再利用電功率的公式計算小燈泡的額定電壓 .