Question

【題目】小明想測量標有“2.5V”字樣小燈泡的額定功率，從實驗室找來了學生電源（恒為6V）、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關和導線若干。

（1）如圖甲所示為小明連接的實驗電路，閉合開關前發現電路中有一根導線連接錯誤，請在連接錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確_________。

（2）閉合開關試觸時，發現電流表無示數，燈泡不亮，電壓表指針迅速打到右邊沒有刻度的地方。造成這一現象的原因可能是__________。

（3）排除電路故障后閉合開關，移動滑片，當燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙，則燈泡的額定功率為_________W。

（4）同組的小紅認為，應該多次測量不同電壓下燈泡的功率，求出平均值才更精確，你認為是否合理，為什么？_____。

（5）小紅在繼續實驗時發現電流表突然損壞，于是又找來了一個阻值為 10Ω的定值電阻R0 設計了如圖所示的電路，也測出了該燈泡的額定功率，請將步驟補充完整：

①只閉合 S、S2，移動滑片 P，使電壓表的示數為_____V；

②只閉合_____，保持滑片P不動，讀出電壓表的示數為U；

③小燈泡的額定功率 P=_____（用已知量或測量量的符號表示）。

Answer 1

【答案】 燈泡斷路 1.25 不合理，不同電壓下燈泡的實際功率不同，求平均值無意義 2.5 S、S1

【解析】

(1)[1]該實驗為伏安法測燈泡電功率，電流表測燈泡電流，電壓表測燈泡電壓，即電流表與燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯，如圖所示：

(2)[2]電流表無示數、燈泡不亮，說明電路某處斷路，電壓表迅速打到右邊沒有刻度地方，說明電壓超過最大量程，可能測量為電源電壓，綜上，所以可能是燈泡斷路。

(3)[3]電流表連接0~0.6A量程，分度值為0.02A，電流表讀數為0.5A，燈泡額定電壓為2.5V，所以

(4)[4]燈泡電阻會隨溫度的升高而增大，改變燈泡兩端的電壓會導致燈泡阻值發生變化，功率也會發生變化。故不合理。

(5)[5]只閉合 S、S2，移動滑片P，使電壓表的示數為2.5V，使燈泡實際電壓等于額定電壓。

[6]只閉合 S、S1，讀出此時R0電壓。

[7]根據②可得，通過電路電流為

因為電源電壓為6V，根據串聯電路的電壓規律可得滑動變阻器電壓為

則滑動變阻器的阻值為

因為滑動變阻器阻值不變，所以當閉合S、S2時，滑動變阻器的電壓為

根據歐姆定律和串聯電路的電流特點可得

則燈泡的額定功率為