Question

【題目】在“測量小燈泡的電功率”實驗中，小燈泡額定電壓為2V（電阻值約為5Ω）。

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整，要求：滑片右移電流表示數變小______。

（2）連接好電路后閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，則出現故障的原因是_____（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”）。

（3）故障排除后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表示數為2.5V，為了測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向_____（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數為2V，此時電流表指針位置如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為_____W。

（4）若此實驗中電流表壞了，為了測出小燈泡的額定功率，小組同學們增加了一個R0=5Ω的定值電阻，設計了如圖丙所示的電路和如下實驗方案：

①閉合開關，調節滑片，使電壓表的示數為小燈泡的額定電壓；

②斷開開關，保持滑片位置不變，只將電壓表a點改接到c點，再閉合開關，測出定值電阻R0兩端的電壓U0，通過計算就可得到小燈泡的額定功率。

請你指出該設計方案中存在的問題：

a．_____；

b．_____；

③若把上述問題都解決，則測得小燈泡的額定功率表達式：P=_____。

Answer 1

【答案】 小燈泡短路 右 1 a、無論怎樣調節變阻器，都不能使燈泡正常發光 只將電壓表的a點接線改接到c點，電壓表的正負接線柱接反 2.5V×

【解析】（1）小燈泡額定電壓為2V，電壓表選用小量程與燈并聯，電阻值約為5Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：I＝＝0.2A，故電流表選用小量程與燈串聯，滑片右移電流表示數變小，即電阻變大，故滑片以左電阻絲連入電路中，如下所示：

（2）閉合開關，電流表有示數，說明電路是通路，但發現小燈泡不亮，電壓表無示數，則出現故障的原因可能是小燈泡短路；（3）電壓表示數2.5V時，燈泡兩端電壓大于燈泡額定電壓，應減小燈的電壓，增大變阻器分得的電壓，由分壓原理，要增大變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片右移動，使燈的電壓等于燈泡額定電壓2V為止；由圖乙知，電流表的量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數是0.5A，則燈泡的額定功率：P＝UI′＝2V×0.5A＝1W；（4）②a、由題意知，電源電壓約為3V，燈泡正常發光時電阻為5Ω，當變阻器電阻為零時，設燈泡兩端的電壓為UL，根據歐姆定律和串聯電路電流相等的特點有：，

即：，解得：UL＝1.5V，所以無論怎樣調節變阻器，燈的最大電壓為1.5V＜2V，都不能使燈泡正常發光；b、保持滑片位置不變，只將電壓表的a點接線改接到c點，電壓表的正負接線柱接反，無法測出R0兩端的電壓；③若把上述問題都解決，則燈的額定電流為：I額＝，燈的額定功率為；P額＝U額×I額＝2.5V×。