Question

【題目】在測量小燈泡的電功率的實驗中，小燈泡的額定電流為0.3A，燈絲阻值在10Ω～15Ω之間．所提供的器材有：電流表、電壓表、電源（電壓恒為6V）、開關各一個，滑動變阻器（50Ω 1A）一個，導線若干
（1）如圖甲所示是小明沒有連接完的實物電路，請用筆畫線代替導線將實物圖補充完整．

（2）閉合開關前，甲圖中的滑片P應位于（選填“左”或“右”）端；閉合開關無論怎樣移動變阻器滑片P，發現小燈泡始終不亮，電壓表有示數，電流表無示數，原因可能是（寫出一種即可）．
（3）排除故障，閉合開關，移動滑片，當電流表的示數為0.3A時，電壓表的示數如圖乙所示，讀數為V，小燈泡的額定功率為W．

（4）小紅沒用電壓表，但多用了一個開關，其它器材與小明的相同，也測出了小燈泡的額定功率．她設計了如圖丙所示電路圖，請你幫她完成實驗步驟并寫出測定額定功率的表達式．

實驗步驟：
①按圖連接電路； 然后只閉合開關S1 ， 移動滑片P，使電流表的示數為；
②再閉合開關S2 ， 滑片P位置 （填：“動”或“不動”），記下電流表示數為I；
③小燈泡的額定功率的表達式：P額= ．（可能用到的物理量有：電源電壓U、燈泡的額定電流Ie、滑動變阻器的最大阻值R0、實驗中測得的I）
（5）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電壓表示數始終為2V，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數，若不更換其他器材，為了能夠完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于Ω．

Answer 1

【答案】
（1）

解：電路圖如圖1所示：

（2）右；燈泡斷路
（3）4；1.2
（4）0.3A；不動；Ie2（ ﹣ ）
（5）25
【解析】解：（1）燈泡額定電流為0.3A，燈絲阻值在10Ω～15Ω之間，則燈泡額定電壓U=IR在3V～4.5V間，電壓表應選0～15V量程，電壓表與燈泡并聯，電路圖如圖1所示：
；（2）在連接電路時，為防止電路中電流過大，開關應斷開，滑動變阻器的滑片應滑到電阻最大位置，即最右端位置；閉合開關，燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路造成的，電流表無示數，說明電路存在斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源相連通，測量電源電壓，則與電壓表并聯的燈絲斷了，電壓表串聯在電路中，即燈泡斷路．（3）電壓表量程是0～15V，由圖乙可知，電壓表分度值是0.5V，電壓表示數是4V，燈泡額定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；（4）首先，只閉合開關S1 ， 移動滑片P，使電流表的示數為0.3A，此時燈泡正常發光；
再閉合開關S2 ， 不移動滑片P位置，記下電流表示數為I，則此時滑動變阻器的阻值R滑= ；
則燈泡正常發光時滑動變阻器兩端的電壓U滑=IeR滑= ，燈泡的額定電壓U額=U﹣U滑=U﹣ ，則燈泡的額定功率：
P額=U額I額=（U﹣ ，）Ie=Ie2（ ﹣ ）．（5）在探究電流跟電阻的關系的實驗中，保持電阻兩端的電壓為2V不變，則根據串聯電路的電流相同的特點得：
I定值=I滑動 ，
即： = ，
= ，
故R定值= R滑動 ，
因為R滑動≤50Ω，所以R定值= R滑動≤ ×50Ω=25Ω．
所以答案是：（1）見上圖；（2）右；燈泡斷路；（3）4；1.2；（4）①0.3A；②不動；③Ie2（ ﹣ ）；（5）25．