Question

【題目】小明在家用手電筒里發現一個標有“2.5V”字樣的小燈泡，他想用學習過的“伏安法”測燈泡正常發光時的電功率，請你幫他一起完成下面的實驗。

（1）請你用筆畫線代替導線將如圖甲所示電路連接完整，要求當滑動變阻器的滑片向右滑動時燈泡變亮____。

（2）若閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表無示數，而電壓表指針卻有明顯的偏轉，則故障可能是_____。

（3）排除故障后，閉合開關，眼睛要觀察_____直到電燈正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡額定功率為_____W。

（4）若實驗過程中發現電流表損壞不能使用，他利用剩下的器材和一個阻值已知的R0連接成了如圖丙所示的電路，也測出了燈泡正常工作時的功率。請幫助小明完成下列實驗：

①閉合開關S1，將S2撥到觸點2，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為_____。

②再將開關S2撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出此時電壓表的示數U；

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】 小燈泡斷路 電壓表 0.75 2.5 2.5

【解析】

(1)[1]滑動變阻器滑片右移時小燈泡變亮，即電流變大，電阻變小，故滑片以右電阻絲連入電路中與燈串聯，燈泡標有“2.5V”字樣，表示燈的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯，如下所示：

。

(2)[2]電壓表指針有明顯偏轉，說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，燈泡不亮且電流表指針未動，說明電路為斷路，即電壓表并聯部分斷路，可能是燈泡處接觸不良或燈泡斷路；

(3)[3][4]閉合開關后，為使燈泡正常發光，手應移動滑動變阻器，眼睛觀察電壓表，使燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V。根據乙圖，電流表的量程為0~0.6A，其分度值為0.02A，其讀數為0.3A，所以小燈泡的額定功率

P= UI= 2.5V x 0.3A = 0.75 W

(4)[5][6]①閉合開關S1，將S2撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為2.5V；

②再將開關S2撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數為U；

③在①中，燈正常發光，在②中，電路的連接關系沒有改變，變阻器連入電路中的電阻不變，因此時各電阻電壓不變，燈仍正常工作，根據串聯電路電壓的規律，此時定值電阻的電壓

UR0 = U- 2.5V

由串聯電路電流的規律和歐姆定律，可燈的額定電流

燈泡額定功率的表達式為