Question

【題目】一只小燈泡的額定電壓為2.0V，正常發光時的電阻約為8Ω．小明想測量這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：一個電壓表、一個電流表、一個開關，電壓為6V的電源，滑動變阻器有A規格：“10Ω 2A”、B規格：“30Ω 1A”可選，導線若干。

（1）本實驗應該選擇規格_____（A/B）的滑動變阻器。

（2）請用筆畫線代替導線，將圖甲所示電路連接完整（要求滑片向左滑動時燈變暗）。

（_________）

（3）小明在試觸時，發現電壓表指針立刻偏到最大刻度處，小燈泡卻不亮，且電流表也沒有示數，出現上述故障的原因可能是_____

A．燈泡與底座接觸不良 B．燈泡短路

C．變阻器滑片與電阻絲接觸不良 D．電源供電不足

（4）排除故障后，小明發現他很幸運，電壓表并沒有因此而損壞。小明便開始進行測量，調節滑動變阻器滑片位置直到電壓表讀數為2.0V，小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則該小燈泡的額定功率為_____W。

（5）完成上述實驗后，小明進行了反思，如果剛才電壓表被損壞了，能不能換成其他的實驗器材來完成實驗呢，經過思考，他用了一個已知阻值為R0的電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現有的實驗器材，設計了如圖丙所示的電路，也測出了燈泡的額定功率，請完成下列實驗步驟：

①閉合開關S1，先將S2撥到觸點“_____”，移動滑片，調節電流表的為合適示數I1；

②再將開關S2撥到另一觸點，保持滑動變阻器滑片不動，讀出電流表的示數I2；

③燈泡額定功率的表達式為P額＝_____。（用常量與所測量表示）

Answer 1

【答案】B A 0.52 1 2V×（I2-I1）

【解析】

（1）燈泡正常發光時的電流約為：I==0.25A，燈泡正常發光時滑動變阻器接入電路的阻值：R==16Ω，則滑動變阻器應選B；

（2）由（1）知電流表的量程為0﹣0.6A；滑片向左滑動時燈變暗，說明電阻變大，滑片接右下接線柱，把滑動變阻器與電流表小量程串聯接入電路，實物電路圖如圖所示：

（3）連接好電路的最后一根導線時，電壓表指針立刻偏到最大刻度處，說明連接電路時沒有斷開開關；小燈泡不亮，電流表沒有示數，說明電路存在斷路，電壓表指針指到最大刻度處，說明電壓表與電源兩端相連，電壓表并聯電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯的燈泡斷路或接觸不良，故A正確；

（4）由圖示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.26A，燈泡額定功率：P=UI=2V×0.26A=0.52W；

（5）①閉合開關S1，將S2撥到觸點“1”，此時電流表測定值電阻電流，要使燈泡正常發光，燈泡兩端電壓應為額定電壓2V，此時定值電阻兩端電壓也是2V，所以要移動滑片，使電流表的示數為：I1；

②再保持滑片的位置不動，將開關S2撥到觸點“2”，讀出電流表的示數I2；

③在②中，因電路的連接關系沒有改變，各電阻的電壓不變，燈仍正常發光，通過定值電阻的電流保持不變，根據并聯電路電流的規律，通過燈的電流：IL=I2-I1。燈泡額定功率的表達式為：P額=U額IL=2V×（I2-I1）。