Question

【题目】某班同学到实验室做“测量小灯泡功率”的实验。所用的器材有电压为 6V 的电源、额定电压为 2.5V 的小灯泡（额定功率小于 1W）、规格为30Ω 0.5A的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干。

(1)请将图甲实物电路补充完整______。（要求：滑片 P 向右移动时小灯泡变亮）

(2)小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。

(3)测完功率后，同学们继续利用这个电路探究“电流与电阻的关系”，将小灯泡换成定值电阻，实验中保持电压表的示数始终是 2V，更换不同的定值电阻，并记录各次电流表的示数。为了能够完成实验，更换的定值电阻的阻值范围是______Ω。

(4)在实验过程中，小明同学用某个电阻做完实验后，断开开关，保持滑片 P 的位置不变，换上另一电阻后马上闭合开关，发现电压表的示数是 2.5V。请问小明刚换上的电阻的阻值是______Ω。（实验中更换的定值电阻的阻值均为整数）

(5)上述实验完成后，老师又用另一套器材设计了如图丙所示的电路，只用电流表来测量额定电流 I额＝0.2A 的小灯泡正常发光时的电阻 R，电源电压未知，滑动变阻器的最大阻值 R0＝50Ω。测量过程如下，请将测量步骤补充完整。①闭合 S2，断开 S1，移动滑动变阻器的滑片，使其连入电路的阻值最大，记下电流表的示I＝0.12A，则电源电压为______V；

②____ （填两开关闭合情况），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 0.2A，小灯泡正常发光；③____（填两开关闭合情况），保持滑动变阻器的滑片位置不变，记下电流表的示数为 0.15A；④小灯泡正常发光时的电阻 R＝______Ω。

Answer 1

【答案】 0.6 10 6 闭合S1断开S2 闭合S2断开S1 20

【解析】

(1)[1]额定电压为2.5V的小灯泡，故电压表选用小量程与灯并联，滑片P向右移动时小灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中，如图所示

(2)[2]电流表连接0~0.6A量程，分度值为0.02A，电流表读数为0.24A，则小灯泡的额定功率为

(3)[3]实验中保持电压表的示数始终是2V，根据串联电路的规律，变阻器的电压为

由分压原理，变阻器的电阻为定值电阻的2倍，因最大电流为0.5A，由欧姆定律，电路的电阻应大于

根据电阻的串联，定值电阻不应小于

当变阻器的最大电阻连入电路中时，定值电阻的最大值为

为了能够完成实验，更换的定值电阻的阻值范围是

(4)[4]在实验过程中，小明同学用某个电阻为R1做完实验，则变阻器连入的电阻为2R1，换上另一电阻后马上闭合开关，发现电压表的示数是2.5V，则变阻器的电压为3.5V，由分压原理

解得

因实验中更换的定值电阻的阻值均为整数，故R1可能为7或14Ω， 对应的R换=10Ω，

或20Ω，若R1为14Ω，因更换的电阻范围为故小明刚换上的电阻的阻值是10Ω。

(5)[5]闭合开关S2，断开开关S1，移动滑动变阻器的滑片使其连入阻值为最大，即P移动到最左端，此时R0=50Ω，并记下电流表的示数为I=0.12A，电流测通过变阻器的电压，则电源电压为

[6]闭合S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片使电流表的示效为0.2A，灯泡正常发光。

[7]闭合S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片位置，记下电流表的示效为I2=0.15A。

[8]④在②中，此时变阻器左边电阻丝与灯串联，电流表测电路中的电流，设变阻器滑片以右电阻为R右，则左边电阻为50Ω-R右，根据电阻的串联及欧姆定律得

即

在③中，根据欧姆定律有

即

综上，解得正常发光时的电阻为