Question

【題目】在“測量小燈泡的電功率”實驗中，小丹設計了如圖甲所示的電路圖，已知小燈泡的額定電壓為2.5V，滑動變阻器規格為“20Ω 1A”，電源是由2節新干電池串聯組成。

（1）用筆畫線代替導線，幫助小丹按電路圖甲將圖乙電路連接完整；（要求導線不交叉）

（________）

（2）閉合開關前，應將滑動變阻器滑片置于___________端（填字母）；

（3）連接好電路后，閉合開關，發現小燈泡不發光，電流表有示數，電壓表無示數，則電路故障可能是________________________；

（4）排除故障后，緩慢移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2.5V，電流表示數如圖丙所示為_____A，則小燈泡的額定功率為_________W，此時燈絲的電阻為_______Ω；

（5）小丹繼續測量小燈泡兩端電壓略高于額定電壓時的電功率，滑動變阻器的滑片應向_________（填字母）端調節，觀察到小燈泡變亮；

（6）下表是小丹根據實驗測得的多組數據，她通過分析數據發現小燈泡燈絲的電阻是變化的，則影響小燈泡燈絲電阻變化的主要因素是___________________；

實驗次數	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.12	0.16	0.18		0.22

（7）小丹經過思考，發現用兩只電流表和一個阻值為R的定值電阻也可以測出小燈泡的額定功率。她設計的電路如圖所示，具體操作是：閉合開關S，調節滑動變阻器使電流表A1的示數為I1時，小燈泡正常發光，此時電流表A2的示數為I2則小燈泡額定功率的表達式為P額=____________（用I1、I2、R0表示）

Answer 1

【答案】 A 小燈泡短路（或電壓表短路） 0.2 0.5 12.5 B 溫度 I1R0×(I2-I1)

【解析】

(1)[1]根據甲圖，變阻器右下接線柱連入電路中，如下圖所示：

(2)[2]閉合開關前，應將滑動變阻器滑片置于阻值最大處的A端。

(3)[3]連接好電路后，閉合開關，電流表有示數，電壓表無示數，說明電路為通路，發現小燈泡不發光，則電路故障可能是燈泡短路。

(4)[4][5]排除故障后，緩慢移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2.5V，電流表示數如圖丙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.2A，則小燈泡的額定功率為

P=UI=2.5V×0.2A=0.5W

[6]由歐姆定律，此時燈絲的電阻為

R==12.5Ω

(5)[7]測量小燈泡兩端電壓略高于額定電壓時的電功率，即增大燈兩端的電壓，減小變阻器兩端的電壓，由分壓原理，應減小變阻器的電阻，故滑動變阻器的滑片應向B端調節。

(6)[8]根據實驗測得的多組數據，通過分析數據發現小燈泡燈絲的電阻是變化的，說明溫度是影響小燈泡燈絲電阻變化的主要因素。

(7)[9]閉合開關S，調節滑動變阻器使電流表A1的示數為I1時，小燈泡正常發光，此時電流表A2的示數為I2，由歐姆定律得到R0的電壓為

U0=I1R0

根據并聯電路電壓的規律可知燈的額定電壓等于R0兩端的電壓，由并聯電路電流的規律得到通過燈的額定電流

I額=I2-I1

則小燈泡額定功率的表達式為

P額= U0 I額= I1R0×(I2-I1)