Question

【題目】在測定”小燈泡電功率“的實驗中，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．

（1）連接電路時開關應 ___________ ．

（2）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整．

（_____）

（3）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，發現小燈泡始終不亮，電壓表有示數，電流表無示數，原因可能是___________________ ．

（4）電路故障排除后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P到某一位置時，電壓表示數如圖乙示數，為 ______ V，若想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中的滑片P向 ______ （選填”A“或”B“）端移動，使電壓表的示數為2.5V．

（5）移動滑片P，記下多組電壓表和電流表示數，并繪制圖丙所示的I-U圖象，根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是_____ W，請認真觀察圖丙，你還有什么發現 _____ （寫出其中一條）．

（6）完成上述實驗后，小南又找來了一個阻值為R0的電阻和兩個開關．并借助部分現有的實驗器材，設計了如圖所示的電路，也測出了小燈泡的額定功率．請完成下列的實驗步驟：

①閉合開關S1和S3，移動滑片，當電壓表的示數為___V時，停止移動滑片．

②只閉合開關S1和S2，讀出此時電壓表的示數為U；

③燈泡額定功率的表達式為P額=_______（用已知量和測量量表示）．

Answer 1

【答案】斷開 小燈泡斷路 2.2 A 0.625 小燈泡的電阻跟溫度有關，溫度越高，燈泡的電阻越大 2.5

【解析】

（1）為了保護電路，分析開關的狀態；
（2）根據滑動變阻器和電壓表的連接方式將兩個元件接入電路；
（3）閉合開關，電流表沒有示數，說明電路中存在斷路，電壓表有示數，說明電壓表與電源的兩極相連，據此分析故障；
（4）由圖示電壓表確定其量程與分度值，然后讀出其示數；電壓表示數小于燈泡額定電壓，要測燈泡額定功率，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，增大燈泡兩端電壓，根據實物電路確定滑片的移動方向；
（5）由圖象找出燈泡額定電壓對應的電流，然后根據P=UI求出小燈泡的額定功率；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（6）要測燈的額定功率，首先使燈正常發光，先將電壓表與燈并聯，通過移動滑片的位置，使燈的電壓為額定電壓；保持滑片位置不動，通過開關的轉換，使電壓表測燈與定值電阻的電壓，因此時各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據串聯電路電壓的規律，可求出此時定值電阻的電壓，由歐姆定律可求出燈的額定電流，根據P=UI可求出燈的額定功率。

（1）在連接電路過程中，為保護電路，開關應處于斷開狀態；

（2）滑動變阻器要串聯在電路中，且一上一下的連接，電壓表與燈泡并聯；如圖所示：

（3）閉合開關，小燈泡不亮，電流表沒有示數，說明電路中存在斷路，電壓表有示數，說明電壓表與電源的兩極相連，故障為與電壓表并聯的小燈泡斷路；

（4）由圖乙所示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，示數為2.2V；由于燈泡兩端電壓小于燈泡的額定電壓，要測燈泡額定功率，應增大燈泡兩端電壓，減小滑動變阻器分壓，由串聯分壓規律可知，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，所以應向A端移動滑片，直到電壓表示數為燈泡額定電壓2.5V為止；

（5）由圖丙可知，當小燈泡兩端的電壓U=2.5V時，對應的電流I=0.25A，則小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；由圖丙可知，燈泡的I-U圖象不是一條直線，即通過燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，其原因是小燈泡的電阻跟溫度有關，溫度越高，燈泡的電阻越大；

（6）①閉合開關S1和S3，移動滑片，當電壓表的示數為2.5V時，燈泡正常發光，停止移動滑片；

②只閉合開關S1和S2，讀出此時電壓表的示數為U（即燈與定值電阻R0的總電壓）；

③在步驟②中，電壓表測燈與定值電阻R0的總電壓，此時各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常發光，根據串聯電路電壓的規律，此時R0兩端電壓：U0=U-2.5V，由歐姆定律可得，通過R0的電流：，根據串聯電路電流的規律知，此時通過燈泡的電流與R0的電流相等，所以燈泡的額定功率：。