Question

【题目】小明做“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干．

（1）小明设计了图甲所示的电路，他应选用规格为 的滑动变阻器（选填“R1”或“R2”），该实验中滑动变阻器的主要作用是 ．
（2）正确连接电路后，闭合开关，若小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是；若小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是 ．
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U﹣I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W．
（4）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是 ．
（5）在没有电压表、只有电流表的情况下，小明增加了一只已知阻值为10Ω的定值电阻R，并利用原有器材也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率．步骤如下：
①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路；
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为 A时，灯泡正常发光；
③断开开关，保持 不变，将电流表改接在灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数I；
④小灯泡额定功率的表达式为P额= ．
（6）邻组的青青和丹丹打算利用一个阻值为10Ω的定值电阻R0 ， 只利用一只电表，通过图中操作（开关S接“a”、”b”各一次）来测量小灯泡的额定功率．如图丙、丁是她俩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．

Answer 1

【答案】
（1）R2；改变灯泡两端的电压
（2）小灯泡短路（或电压表短路）；小灯泡断路
（3）0.625
（4）灯丝温度
（5）0.25；滑动变阻器滑片P的位置（或滑动变阻器接入电路的阻值）；U额I（或2.5V?I）
（6）B
【解析】解：（1.）灯的额定电压为2.5V，所以，变阻器要分去6V﹣2.5V=3.5V的电压，根据分压原理， = ，滑动变阻器的阻值至少为R滑= ×RL= ×10Ω=14Ω．根据欧姆定律知，灯正常发光的时的电流约为0.25A，故应选用R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器；因测量小灯泡在不同电压的电功率，所以，本实验中滑动变阻器的主要作用是改变灯两端的电压；
（2.）正确连接电路后，闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路；小灯泡不亮，电压表无示数，说明小灯泡短路或电压表短路；若小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路断路或电路中的总电阻太大；电压表有示数，说明与电压表与电源是连通的，所以，若小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是小灯泡断路；
（3.）由图乙知，当灯电压为2.5V时对应的电流为0.25A，小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625A；
（4.）因灯丝的电阻随温度的变化而变化不是一个定值，所以，由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是灯丝温度；
（5.）②小红增加了一只10Ω的定值电阻R，因当电流表示数为I= =0.25A时，R两端的电压一定为2.5V，根据并联电路电压的特点，灯的电压为2.5V，灯一定正常发光，所以，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.25A时，灯泡正常发光；③断开开关，保持变阻器滑片P的位置或变阻器接入电路的阻值不变，将电流表改接在所在灯支路中，此时电路的连接关系没有改变，只是电流表由原来测通过R的电流变为测通过灯的电流I，R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变，灯仍正常发光，通过灯的电流I即为灯正常发光时的电流大小．所以，断开开关，保持滑动变阻器滑片P的位置（或滑动变阻器接入电路的阻值）不变，将电流表改接在灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数I；④小灯泡额定功率的表达式为P额=U额I（或2.5I）．
（6.）图丙中，无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，丙方案不能测定小灯泡的额定电功率；丁方案中，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，S接b时测灯和定值电阻的总电压，都无法确定小灯泡是否正常发光，丁方案不能测定小灯泡的额定电功率．所以，两种方案都不能测出小灯泡的额定功率．故选B．所以答案是：（1）R2；改变灯泡两端的电压；（2）小灯泡短路（或电压表短路）；小灯泡断路；（3）0.625；（4）灯丝温度；（5）②0.25；③滑动变阻器滑片P的位置（或滑动变阻器接入电路的阻值）；④U额I（或2.5VI）；（6）B．