Question

【题目】在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω。

(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中小亮未完成的实物电路连接完整；

（__________）

(2)另外一个小组同学连接好电路，闭合开关，发现小灯泡发光微弱，电压表和电流表的指针偏转角度很小，移动滑动变阻器的滑片，发现电压表和电流表的指针没动，则电路故障的原因可能是______；

(3)小亮正确连接电路后，闭合开关，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______ W；

(4)在小灯泡正常发光时，小亮将滑片P向B端移动到另一位置，受灯丝温度的影响，滑片向B端移动的过程中，电压表与电流表的比值______（填“变大”、“不变”或“变小”）；

(5)实验结束后，小亮拿出一个形状有点特殊的小灯泡L，小灯泡的上面只标有额定电流0.2A，他想测出这个小灯泡的额定功率，便设计了如图丙所示电路，请你将下面给出的实验过程补充完整，（其中电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器R0的最大阻值为50Ω，定值电阻RX的阻值未知）

①闭合开关S、S1，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，这时电压表的示数为1V；

②_______（填开关闭合、断开情况），调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______V，小灯泡L正常发光；

③滑动变阻器的滑片保持不动，闭合开关S、S1，这时电压表的示数为3V；

④小灯泡L的额定功率P额＝______W。

Answer 1

【答案】 滑动变阻器接了两个下接线柱 0.7 变小 闭合S、断开S1 2 0.4

【解析】

本题考查测量小灯泡电功率的实验的实物图连接、数据处理及特殊的测量方法。

(1)[1]本探究是用伏安法测量小灯泡的电功率，电压表应并联在小灯泡两端，实物图中电压表的负接线柱已与小灯泡的一个接线柱相连，所以电压表的正接线柱应与小灯泡的另一个接线柱相连。而小灯泡额定电压是2.5V，正常工作时电阻大约是10Ω，那么正常工作时的电流约为

所以电流表的量程选用0~0.6A，并串联在电路中。如图：

(2)[2]从移动滑片时，两表的指针不动，可知滑动变阻器没起到变阻作用，即滑动变阻器的接线或是两上或是两下的接法，而且闭合开关后，小灯泡发光微弱，且两个电表指针偏转角度很小，可知滑动变阻器接入电路的中电阻太大，即接了两个下面的接线柱。

(3)[3]由图乙可知，电流表所接的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，所以读数是0.28A，而小灯泡的额定电压是2.5V，所以小灯泡的额定电功率是

P=U额I额=2.5V×0.28A=0.7W

(4)[4]小灯泡正常发光时，将滑片向B端移动，则变阻器的电阻变大，根据串联电路的电阻特点得，电路的总电阻变大，而电源电压保持不变，那么电路中的电流变小，则小灯泡的亮度暗，小灯泡灯丝的温度降低，灯丝的电阻会随之变小，所以电压表与电流表的比值变小。

(5)②[5][6]闭合开关S、S1时，灯泡L短路，电阻RX和R0串联，电压表测RX电压，此时RX两端的电压为1V，电源电压为6V，所以变阻器两端的电压为

U0=U-U1=6V-1V=5V

根据串联电路的特点，有

即

，RX=10Ω

RX的阻值已知，接下来应用电压表测RX两端的电压，且让灯泡与RX和变阻器都串联在电路中，所以应闭合S，断开S1。若灯泡正常发光，则电路中的电流为0.2A，此时RX两端的电压

U2=I2RX=0.2A×10Ω=2V

所以可通过调节变阻器滑片让电压表的示数为2V。

④[7]灯泡的额定电流已知，若能求出此时灯泡两端的电压，便可求出额定电功率。据题意，电源电压已知，电阻RX的电压已知，可先求变阻器的电压。电路中的电流已知，接下来求变阻器的阻值。因而应保持滑片的位置不变，即变阻器的电阻不变，闭合S、S1，测得此时电阻RX的电压为3V，则变阻器两端的电压

U0＇=U-U3=6V-3V=3V

即

，R0＇=10Ω

再回到三个用电器串联的电路，变阻器两端的电压

U0＇＇=IL R0＇=0.2A×10Ω=2V

小灯泡两端的电压

UL=U- U0＇＇- U2=6V-2V-2V=2V

小灯泡的额定功率

P额= UL IL=2V×0.2A=0.4W