Question

【题目】在测量小灯泡的电功率的实验中，所用小灯泡的额定电流为0.3A，正常工作时灯丝的阻值在10Ω﹣15Ω之间，所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V），开关各一个，滑动变阻器（50Ω 1A）一个，导线若干．

（1）如图甲所示是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．
（2）闭合开关前，甲图中的滑片P应位于最（选填“左”或“右”）端，闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是（写出一种即可）．
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，读数为V，小灯泡的额定功率为W．
（4）小华没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，她也测出了小灯泡的额定功率．她设计了如图丙所示电路图，请你帮她完成实验步骤并写出测定额定功率的表达式．
实验步骤：
①按图连接电路．然后闭合开关S1 ， 移动滑片P，使电流表的示数为A；
②再闭合开关S2滑片P位置（填“动”或“不动”），记下电流表示数为I（A）；
③她根据实验数据正确求出小灯泡的额定功率的表达式为W（表达式中的未知量只可含有小华实验步骤②测出的电流表示数“I”），小华在实验步骤②记下的电流表示数I具体数值应该为A．
（5）小明同学又利用该电路来做探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为2V，多次更换组织不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于Ω．

Answer 1

【答案】
（1）如图所示

（2）右,小灯泡断路
（3）4,1.2
（4）0.3,不动,1.8﹣ ,0.9
（5）25
【解析】解：（1）灯泡额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，

则根据U=IR可知，灯泡额定电压在3V～4.5V间，

故电压表应选0～15V量程，电压表与灯泡并联，电路图如图所示：

；
（2）为了电路安全，开关闭合前滑片应滑到阻值最大值处，因此甲图中的滑片P应位于最右端．

闭合开关，电流表无示数，说明电路是断路，小灯泡不发光，电压表有示数，说明与电压表并联的这部分电路断路了，即小灯泡断路．
（3）电压表量程是0～15V，由图乙可知，电压表分度值是0.5V，电压表示数是4V；

灯泡额定功率：P额=U额I额=4V×0.3A=1.2W；
（4）①按图连接电路．然后只闭合开关S1，移动滑片P，使灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.3A；②再闭合开关S2滑片P位置不动，记下电流表示数为I（A）；此时灯泡短路，所以变阻器电压等于电源电压6V，

根据欧姆定律I= 得，滑动变阻器接入电路的阻值：

R滑= = ，

由此可知当只闭合开关S1时，滑动变阻器两端的电压：

U滑=0.3A×R滑=0.3A× = V，

灯泡两端电压：

U灯=U﹣U滑=6V﹣ V；③小灯泡的额定功率的表达式：

P额=U灯I灯=（6﹣ ）V×0.3A=（1.8﹣ ）W．

由（3）可知，小灯泡的额定功率为1.2W，

即：P额=（1.8﹣ ）W=1.2W；

解得：I=0.9A．
（5）电源电压U=6V，电阻两端电压U定=2V，

滑动变阻器分压U滑=U﹣U定=6V﹣2V=4V，

则根据串联电路的电流相同的特点得：I定=I滑，即： = ，

代入数据得： = ，解得R定= R滑；

因为滑动变阻器接入电路的阻值R滑≤50Ω，

所以更换的电阻阻值：

R定= R滑动≤ ×50Ω=25Ω．

所以答案是：（1） ；（2）右；小灯泡断路；（3）4；1.2；（4）①0.3；②不动；③1.8﹣ ；（5）25．

【考点精析】本题主要考查了探究用电器的电功率实验的相关知识点，需要掌握测量小灯泡功率的实验中滑动变阻器的作用：（1）保护电路（2）改变灯泡两端的电压，进行多次测量才能正确解答此题．