Question

图甲是测量标有“2.5V”字样的小灯泡电功率的电路图

（1）连接电路时，开关应处于______状态，滑动变阻器的滑片应移到最______（左/右）端；

（2）在实验中，静菲同学正确连接电路并规范操作实验，闭合开关后，发现灯泡不亮，为了找出灯泡不亮的具体原因，接下来最应该进行的具体操作是______；

（3）在排除问题后，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，是______A，由此可得，该小灯泡的额定电功率为______W；

（4）实验中志乾同学的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，志乾重新设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡的额定功率.请你帮他补全实验步骤和表达式：①按照电路图正确连接电路；②断开开关S₂，闭合开关S、S₁，调节滑动变阻器，使得______；③保持滑片位置不动，断开开关S₁，闭合开关S、S₂，记下电压表的示数为U₂；则测得小灯泡额定功率的表达式为P=______（电源电压未知）；

（5）志乾经过进一步的实验发现，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大，他还想比较以下两种情况下灯泡实际电功率的大小关系：①灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率P₁；②灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率P₂；利用所学物理知识请你帮他比较出P₁与P₂之间正确关系应该为：P₁______P₂（大于/小于/等于）.

（6）若用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω定值电阻分别代替图甲中的小灯泡，还可以完成“探究电流与电阻关系”实验，实验过程中始终保持电压表示数为3V，为能完成探究，则滑动变阻器最大阻值至少为______Ω（设此时电源电压为6V且恒定不变）.

 

Answer 1

【答案】

（1）断开  左  （2）将滑动变阻器滑片向右移动（或调节滑动变阻器）  （3）0.3  0.75  （4）电压表的示数为U₁=2.5V或电压表示数为灯泡的额定电压或或（若表达式中包含字母U₁，则在前面一空中必须交代U₁为额定电压或为2.5V）（5）大于（6）30

【解析】

试题分析：（1）为保护电路，连接电路时开关应断开  滑动变阻器应移到阻值最大处左端  （2）灯泡不亮是由于滑动变阻器接入电阻过大，故将滑动变阻器滑片向右移动（或调节滑动变阻器）  （3）灯泡额定电压U₁=2.5V，观察图乙知I=0.3A, 小灯泡的额定电功率为 P=U₁I=2.5V×0.3A=0.75W;  （4）电压表的示数为U₁=2.5V或电压表示数为灯泡的额定电压U_e,因为灯泡L与电阻R串联，所以通过灯泡的电流与通过电阻R的电流相同，读题知电阻R两端电压为U₂-2.5V或U₂-U₁或U₂-U_e,通过灯泡电流或,灯泡额定功率为或或 （5）当灯泡实际电压为额定电压一半，即时，灯丝温度低于正常工作时的温度，所以R₁＜R（正常工作时电阻），当灯泡实际电流为额定电流的一半，即时，灯丝温度低于正常工作时的温度，所以R₂＜R（正常工作时电阻），P₂=I₂²R₂=，所以P₁＞P₂，选填“大于”（6）当定值电阻为30Ω时，电路中电流最小，滑动变阻器最大阻值为,即滑动变阻器最大阻值至少为30Ω.

考点：电路连接操作规范，电路现象分析与处理，电流表读数，额定功率计算，串联电路电流、电压规律，公式P=UI与I=U/R综合应用，电学知识综合应用。