Question

【題目】小軍同學(xué)在“測定小燈泡電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材和電路，其中電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）

（1）為了能夠順利完成該實驗探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應(yīng)選用_____（選填“A”或“B”）

A．“10Ω 5A”的滑動變阻器

B．“50Ω 0.5A”的滑動變阻器

（2）閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是_____。

（3）根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖像（如圖乙所示），分析圖像可知：小燈泡的額定功率為_____W。

（4）完成上面實驗后，小軍同學(xué)又想測量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率，但發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)壞，于是他又找來了兩個開關(guān)和一定值電阻，設(shè)計了如圖丙所示的電路，已知電源電壓恒為U，定值電阻的阻值為R0，請你完成下面實驗步驟：

①_____（填寫S、S1、S2的通斷情況），調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為_____；

②_____（填寫S、S1、S2的通斷情況），保持滑動變阻器的滑片不動，讀出電壓表示數(shù)為U1；

③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝_____。

Answer 1

【答案】B 小燈泡斷路 0.625 閉合開關(guān)S、S1 U﹣U額 閉合開關(guān)S、S2

【解析】

第一空．燈泡正常工作時電流為：

IL＝＝≈0.2A。

測定燈泡功率的實驗中，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點得，燈泡正常工作時，滑動變阻器電壓為：

U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，

由I＝可得滑動變阻器電阻為：

R滑＝＝＝17.5Ω，

所以應(yīng)選規(guī)格為“50Ω 0.5A”的滑動變阻器。故選B。

第二空．閉合開關(guān)后，小燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路造成的。電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路；而電壓表示數(shù)有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路。

第三空．根據(jù)圖乙知，當(dāng)電壓為額定電壓U＝2.5V時，電流I＝0.25A，則小燈泡的額定功率為：

P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W。

第四空、第五空、第六空、第七空．小軍同學(xué)又想測量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率。根據(jù)實驗原理P＝UI，該燈泡的額定電壓已知，只需測出通過燈泡的電流即可計算功率。但電流表已經(jīng)壞，所以本實驗借助阻值為R0的定值電阻，使該定值電阻與燈泡串聯(lián)，通過測量定值電阻兩端電壓來計算通過定值電阻的電流，該電流即通過燈泡的電流。所以，結(jié)合他設(shè)計電路圖，實驗步驟如下：

①閉合開關(guān)S、S1，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為U﹣U額；

②閉合開關(guān)S、S2，保持滑動變阻器的滑片位置不變，讀出電壓表示數(shù)為U1；

③通過燈泡的電流：

I＝IR0＝，

燈泡的額定功率的表達(dá)式為：

P額＝U額I＝U額×＝。