Question

【題目】在測量小燈泡的電阻的實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V。

（1）為了測量更精確。電壓表應選擇的量程是0﹣_______（選填“3”或“15”）V。

（2）小明按圖甲連接好電路后，閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡都不亮，電流表有示數，電壓表無示數。則故障原因可能是小燈泡_______（選填“短路”或“斷路”）

（3）排除故障后，調節滑動變阻器滑片使電壓表示數為2.5V，此時電流表的示數如圖乙所示，為_______A。

（4）接著調節滑動變阻器滑片，讓電壓逐次下調，使燈絲溫度不斷降低，小燈泡變暗直至完全不發光，測量數據如下表所示。

綜合分析可知，實驗中滑動變阻器的滑片逐漸向_______（選填“左”或“右“）端滑動：隨著燈絲溫度降低，小燈泡的電阻值變_______（選填“大”或“小”）。

（5）小明還設計了如圖丙所示的電路，測出另一小燈泡的額定功率。已知滑動變陽器R1的最大阻值為R0，小燈泡的額定電壓為U額．請完成下列實驗步驟：

①閉合開關S，S1，調節R1的滑片，使電壓表的示數為U額；

②接著_______；

③調節R1的滑片調至最左端，記下電壓表示數U1；將R1的滑片調至最右端，記下電壓表示數為U2，小燈泡額定功率的表達式：P=_______（用R0、U額，U1、U2表示）

Answer 1

【答案】 3 短路 0.3 左 小 保持變阻器R1的滑片位置不動，斷開S1閉合S2，移動變阻器R2使電壓表不變 （U1﹣U2）

【解析】

（1）燈的額定電壓為3V，故為了測量更精確電壓表應選擇的量程是0﹣3V。

（2）若小燈泡短路，燈不亮，電路為通路，電流表有示數，電壓表沒有示數，符合題意；

若小燈泡斷路，則電壓表串聯在電路中，電流表沒有示數，電壓表與電源連通測電源電壓有示數，不符合題意；

所以故障原因可能是小燈泡短路；

（3）排除故障后，調節滑動變阻器滑片使電壓表示數為2.5V，此時電流表的示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，讀數為0.3A；

（4）根據表中數據，電路中的電流越來越小，由歐姆定律，電路的總電阻越來越大，故實驗中滑動變阻器的滑片逐漸向左端滑動；

根據由歐姆定律的變形式，計算燈的電阻分別為8.3Ω、8.1Ω、7.1Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣2.0Ω，所以隨著燈絲溫度降低，小燈泡的電阻值變小；

（5）小明還設計了如圖丙所示的電路，測出另一小燈泡的額定功率。已知滑動變陽器R1的最大阻值為R0，小燈泡的額定電壓為U額．請完成下列實驗步驟：

①閉合開關S，S1，調節R1的滑片，使電壓表的示數為U額；

②接著，保持變阻器R1的滑片位置不動，再斷開S1閉合S2，移動變阻器R2使電壓表示數不變；

根據等效替代的原理知，此時R2=RL；

③將R1的滑片P調至最左端，記下電壓表的示數為U1；再將R1的滑片P調至最右端，記下電壓表的示數為U2，

在③中，將R1的滑片P調至最左端，R1連入電路中的電阻為0，電壓表的示數為U1即為電源電壓；再將R1的滑片P調至最右端，此時兩變阻器串聯，電壓表的示數為U2，即為R2的電壓，

根據串聯電路電流相等和歐姆定律可得：，

解得，；

根據得小燈泡額定功率的表達式：

。