Question

【题目】小明用“伏安法”测量小灯泡的电功率中，提供的实验器材有：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（二节新干电池）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干．
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接．
（2）检查电路连接无误后，闭合开关S，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动．产生这一现象的原因可能是 ．
（3）故障排除后进行实验，通过移动滑片记录了多组数据，并作出了如图乙所示的I﹣U图象．据图象可知小灯泡的额定功率为W．
（4）小华利用小明的实验器材，只增加了一个阻值为10Ω定值电阻R1、电阻箱R2 ， 来测量小灯泡的额定功率．如图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图．则以下判断正确的是（填字母）．
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.丙方案能，丁方案不能
D.丙方案不能，丁方案能
（5）实验结束后，小明将该小灯泡单独与一个10Ω的定值电阻R0串联后接入电压为3V的电源两端，此时R0的功率是W．

Answer 1

【答案】
（1）解：如下图所示；

（2）小灯泡断路
（3）0.75
（4）A
（5）0.4
【解析】解：（1）待测小灯泡的额定电压为2.5V＜3.0V，电压表选用小量程，将电压表并联在小灯泡的两端，如下图所示； ；（2）灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电路中无电流，则为断路，电压表有示数，则与电压表并联的之外部分一定完好，说明与电压表并联的灯泡所在支路断路，导致电压表串联在电路中了，所以可能的原因是小灯泡断路（或小灯泡坏了或灯座处接触不良）；（3）由图乙知，灯额定电压2.5V对应的电流为0.3A，所以其额定功率P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W；（4）丙方案中，R1、小灯泡、变阻器三者串联，S接1时，电压表测小灯泡的电压，S接2时测灯和定值电阻的总电压，可以确定小灯泡是否正常发光，且可以通过R1的电压和电阻值求出灯泡正常发光时的电流，故丙方案能测出小灯泡的额定电功率．丁方案中，根据“小华利用小明的实验器材”可知电源电压为3V，当电压表示数U滑=U﹣UL=3V﹣2.5V=0.5V时，灯泡正常发光，且可通过调节电阻箱的阻值使得开关接2时电压表示数仍为0.5V，则灯泡正常发光时的电阻等于电阻箱的阻值（等效法），根据P= 可以测出小灯泡的额定功率；所以，丙、丁方案能测出小灯泡的额定功率；选A；（5）由图乙知，当灯的电压U灯=1.0V，对应的电流I=0.2A时，根据串联电路电流的特点，通过定值电阻的电流大小等于0.2A，此时定值电阻的电压U定=IR0=0.2A×10Ω=2V，又根据串联电路电压的特点，灯和定值电阻的总电压U=U灯+U定=1V+2V=3V刚好为电源电压；所以，此时R0的功率P0=U定×I=2V×0.2A=0.4W．
所以答案是：（1）如上图；（2）小灯泡断路；（3）0.75；（4）A；（5）0.4．