Question

【題目】小明用“伏安法”測量小燈泡的電功率，提供的實驗器材有：待測小燈泡（額定電壓為2.5V）、電源（電壓為3V且保持不變）、滑動變阻器、電流表，電壓表，開關(guān)及導(dǎo)線若干。

（1）如圖甲所示，小明所接的實驗電路存在連接錯誤，但只需改動一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確，請你在甲圖中應(yīng)改動的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法；

（_________）

（2）小明連接完電路后，閉合開關(guān)前發(fā)現(xiàn)電流表指針位于“0”刻度線的左側(cè)，這時候所需要的操作是_____；

（3）故障排除后進(jìn)行實驗，通過移動滑片記錄了多組數(shù)據(jù)，并作出了如圖乙所示的I—U圖象，據(jù)圖象可知小燈泡的額定功率為_____W；

（4）小華利用小明的實驗器材，只增加了一個阻值為10Ω定值電阻R1和一個電阻箱R2，來測量小燈泡的額定功率，如圖丙、丁是她設(shè)計的兩種不同方案的電路圖。則以下關(guān)于能否測出小燈泡額定功率的判斷中正確的是_____

A．兩種方案都能

B．兩種方案都不能

C．丙方案能，丁方案不能

D．丙方案不能，丁方案能

（5）實驗結(jié)束后，小明將該小燈泡單獨與一個10Ω的定值電阻R0串聯(lián)后接入電壓為3V的電源兩端，此時R0的功率是_____W

Answer 1

【答案】 調(diào)零 0.75 D 0.4

【解析】

(1)[1]根據(jù)電路圖可知，電流表和燈泡并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中，需要將電流表串聯(lián)在電路中，電壓表和燈泡并聯(lián)，將燈泡與滑動變阻器相連的一端改接到開關(guān)右接線柱處；如下圖所示：

(2)[2]閉合開關(guān)前發(fā)現(xiàn)電流表指針位于“0”刻度線的左側(cè)，此時需要對電流表進(jìn)行調(diào)零；

(3)[3]圖乙為燈泡的I—U圖象，據(jù)圖象可知，當(dāng)燈泡的電壓為2.5V時（燈泡正常發(fā)光），其電流為0.3A，則小燈泡的額定功率：

P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；

(4)[4]丙方案中，R1、小燈泡、變阻器三者串聯(lián)，丙圖小燈泡額定電壓2.5V，而電源電壓只有3V，根據(jù)前面測的數(shù)據(jù)，10Ω的電阻和燈泡串聯(lián)后，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點，燈泡電壓達(dá)不到額定電壓，不可能正常發(fā)光，故丙方案不能測出小燈泡的額定電功率。

丁方案中，根據(jù)“小華利用小明的實驗器材”可知電源電壓為3V，當(dāng)電壓表示數(shù)

U滑＝U﹣UL＝3V﹣2.5V＝0.5V

時，燈泡正常發(fā)光，且可通過調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使得開關(guān)接2時電壓表示數(shù)仍為0.5V，則燈泡正常發(fā)光時的電阻等于電阻箱的阻值（等效法），根據(jù)P＝可以測出小燈泡的額定功率；所以，丙方案不行、丁方案能測出小燈泡的額定功率；

故選D；

(5)[5]由圖乙知，當(dāng)燈的電壓

U燈＝1.0V，

對應(yīng)的電流

I＝0.2A

時，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點，通過定值電阻的電流大小等于0.2A，此時定值電阻的電壓

U定＝IR0＝0.2A×10Ω＝2V，

又根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，燈和定值電阻的總電壓

U＝U燈+U定＝1V+2V＝3V

剛好為電源電壓；所以，此時R0的功率

P0＝U定I＝2V×0.2A＝0.4W。