Question

【題目】為了測量小燈泡的額定功率并探究小燈泡亮度與實際功率的關系，某校物理興趣小組設計了如圖甲所示的實驗電路，標有“2.5V”字樣的小燈泡電阻約為10Ω，電源電壓6V，可供選用的滑動變阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。

(1)該實驗的原理是：P=UI。

(2)為了完成實驗，你認為應該選用的滑動變阻器是_____。（選填“R1”或“R2”）

(3)請用筆劃線代替導線將圖甲的實驗電路補充完整。（要求：滑動變阻器滑片向右移動時，燈泡變亮）

（________）

(4)電路正確連按后，閉合開關，他們發現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表指針明顯偏轉，你認為造成這一現象的原因可能是_____。（選填字母）

A．電流表斷路 B．小燈泡短路 C．小燈泡燈絲斷了 D．滑動變阻器短路

(5)排除故障后，當滑動變阻器的滑片移到某一位置時，某同學從“0~15V”量程的刻度線看出指針停在10V處，此時發現小燈泡亮度較_____；若要測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向_____移（選填“左”或“右”）直到小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是_____W。

(6)根據收集到的實驗數據，同學們得出了燈泡亮度與實際功率的關系。在分析論證過程中，勤于思考的小明發現小燈泡在不同亮度下，它兩端的電壓與電流的比值不一樣，你認為其主要原因是_____。

(7)另一小組實驗時，發現電流表已經損壞，為了測出該小燈泡的額定功率，小組在實驗室選了一個10Ω的電阻R0和一個單刀雙擲開關，設計了如圖丙所示的電路并完成了該實驗（電源電壓不變）；

①閉合開關S，S1接b，調節滑動變阻器使小燈泡正常發光，記錄電壓表示數U1。

②閉合開關S，滑動變阻器滑片保持不動，S1接a，讀出此時電壓表示數為U2。

則小燈泡額定功率P額=_____（用R0、U1、U2表示）。

Answer 1

【答案】R2 C 暗 右 0.65 燈泡的電阻隨溫度的升高而變大

【解析】

(2)[1]標有“2.5V”字樣的小燈泡電阻約為10Ω，由歐姆定律，其額定電流約為

電源電壓6V不變，燈泡正常發光時，由串聯電路的規律及歐姆定律，變阻器連入電路的電阻為

＞

故選用“20Ω 1A”的變阻器，即R2。

(3)[2]滑動變阻器滑片向右移動時，燈泡變亮，即電流變大，電阻變小，故滑動變阻器右下接線柱連入電路中，如下圖所示：

。

(4)[3]電路正確連按后，閉合開關，他們發現小燈泡不亮，電流表無示數，說明電路中某處斷路，電壓表指針明顯偏轉，說明電壓表與電源之間連接正常，故故障可能是小燈泡斷路，即小燈泡燈絲斷了。

故選C。

(5)[4][5]燈泡在額定電壓下正常發光，排除故障后，當滑動變阻器的滑片移到某一位置時，某同學從“0~15V”量程的刻度線看出指針停在10V處，則對應小量程的電壓為2V，小于燈泡的額定電壓2.5V，此時小燈泡亮度較暗，應增大燈泡兩端電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向右移動，直到電壓表示數為燈泡的額定電壓。

[6]燈泡正常發光時，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，電流大小為0.26A，則小燈泡的額定功率為

(6)[7]燈泡的實際功率越大，燈泡越亮，燈泡的溫度越高，因燈泡的電阻隨溫度的升高而變大，故燈絲的電阻越大，由歐姆定律，燈兩端的電壓與電流的比值即為燈的電阻，故不一樣。

(7)[8]閉合開關S，S1接b，調節滑動變阻器使小燈泡正常發光，記錄電壓表示數U1，即燈泡的額定電壓為

閉合開關S，S1接a時，因保持滑片位置不動，各電阻的大小和電壓不變，燈泡仍正常工作，根據串聯電路電壓的規律，此時定值電阻兩端電壓為

由歐姆定律燈的額定電流為

則小燈泡額定功率為