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，電源：電壓為6V的A規格，電壓為3V的B規格可選，滑動變阻器規格10Ω 2A，導線若干．

（1）為保證實驗順利進行，本實驗應該選擇_______（選填“A”或“B”）規格的電源

（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變阻器阻值變小）______．

（3）小明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，則小燈泡的額定電流為_____A，小燈泡的額定功率為_____W。

（4）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，將S2撥到觸點“____”，移動滑片，使電流表的示數為_____（用R0表示）；

②再將開關S2撥到另一觸點，保持滑片的位置不動，讀出電流表的示數I；

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】 B 略 0.26A 0.52W 1 2V/R0 2V（I-2V/R0）

【解析】（1）已知小燈泡的額定電壓為2.0V，正常發光時的電阻約為8Ω，要想測量這個小燈泡的額定功率，需將小燈泡與滑動變阻器串聯，燈泡正常發光時滑動變阻器的電壓：U滑=U-UL=U-2V，根據串聯分壓原理： ，即

若電源電壓為6V，可得滑動變阻器連入電路的阻值R滑=16Ω＞10Ω，故不可行。

若電源電壓為3V，滑動變阻器連入電路的阻值R滑=4Ω＜10Ω，滿足條件，

所以，本實驗應該選擇電壓為3V的電源，即B規格的電源。

（2）根據實驗要求，電壓表應并聯在小燈泡兩端，因為小燈泡的額定電壓為2.0V，正常發光時的電阻約為8Ω，根據歐姆定律可得， ，所以電流表應選擇0~0.6A量程，滑片向左滑動時變阻器阻值變小，故應將滑動變阻器左下接線柱連入電路中，連圖如下：

（3）由圖乙電流表可知，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=U額I額=2V×0.26A=0.52W。

（4）①閉合開關S1，將S2撥到觸點“1”，移動滑片，使電流表示數為.

②再將開關S2撥到另一觸點，保持滑片的位置不動，讀出電流表的示數I；

③在①中，當電流表示數為，定值電阻R0兩端的電壓為2V，根據并聯電路的電壓關系，小燈泡兩端的電壓為額定電壓2V，此時小燈泡正常發光。

在②中，電流表測干路的電流，因為電路的連接方式沒有改變，各用電器的電阻和電壓均不發生改變，通過定值電阻R0的電流不變，因此可得通過小燈泡的額定電流，小燈泡額定功率的表達式為：