Question

【題目】小明用圖的實驗裝置測量小燈泡電阻，小燈泡的額定電壓為4.5V。

（1）連接電路時，開關應_________。

（2）請在圖1中用筆畫線代替導線，完成剩余部分的電路連接（要求：滑片向左移動時，燈變亮）。

（_________）

（3）正確完成電路連接后，閉合開關時，電流表沒有示數，小燈泡不亮，電壓表示數接近電源電壓，則電路故障可能是小燈泡________（選填“短路”或“斷路”）。
（4）排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使小燈泡正常發光，電流表示數如圖1所示，此時電路中的電流為_______A，小燈泡的電阻為________Ω。

（5）小明還設計了如圖3所示的電路，測出了另一小燈泡的額定功率。已知滑動變阻器的最大阻值均為R0，小燈泡的額定電流為I額。請將以下實驗步驟補充完整：

①只閉合開關S、S1，移動R1的滑片，使電流表示數為I額。

②接著_____________________________________________。

③再將R1的滑片調至最左端，記下電流表的示數I1；將R1的滑片調至最右端，記下電流表的示數I2。

④寫出小燈泡額定功率的表達式：P=__________。（用R0、I額、I1、I2表示）

Answer 1

【答案】斷開 斷路 0.3 15 只閉合開關S、S2，調節R2使電流表的電流為I額

【解析】

第一空．連接電路時，為了保護電路，開關應斷開；

第二空．根據接線要求，需要用筆畫線將滑動變阻器左下方的接線柱跟小燈泡右端的接線柱連接起來，如圖所示：

第三空．由圖知道，電路是由小燈泡與滑動變阻器串聯構成的，電壓表測小燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流；由于電流表沒有示數，說明電路屬于某處斷路，又因為電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源兩極相通，則故障是與電壓表并聯的小燈泡斷路；

第四空．由圖乙知道，電流表使用的是0.6A量程，指針剛好指在刻度盤的正中央，故讀數為0.3A；

第五空．又因為小燈泡正常發光，則由知道，小燈泡的電阻是：
。

第六空．本實驗的測量原理是P=UI，在已知I額的情況下，需要測出燈泡的額定電壓U額，步驟①使電流表示數為I額時，燈泡兩端的電壓剛好為U額，在不知燈泡電阻的情況下，是無法通過U=IR求出U額的，所以，需要用另一個電阻代替燈泡的電阻，故步驟②的操作應該是：只閉合開關S、S2，調節R2使電流表的電流為I額，則有U額=I額R2；

第六空．再通過步驟③即可表達出R2，具體思路是：將R1的滑片調至最左端時，電源電壓可表達是：
U=I1R2；
將R1的滑片調至最右端時，電源電壓可表達是：
U=I2R2+I2R0；
由以上兩式知道，
，
接著代入U額=I額R2，解得燈泡的額定電壓是：
，
由P=UI知道，小燈泡額定功率的表達式是：
。