Question

在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小明同学所连接的实物图如图所示．灯泡的额定电压是2.5V，滑动变阻器标有“15Ω 1A“字样．

（1）用笔画线把电流表、电压表正确连入电路．
（2）开关闭合前，应将滑片P放在

a

（填“a”或“b”）端．
（3）如果电路连接正确，闭合开关后，发现灯泡不亮，此时电压表示数为零，电流表有示数，其故障是

灯泡短路

．
（4）排除故障后，小明调节变阻器滑片的位置，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，此时小灯泡电阻是

8.3

Ω，小灯泡的额定功率是

0.75

w
（5）．小明做完上述试验后又进一步猜想只利用一种电表和已知阻值的电阻R₀能否测出小灯泡的额定功率，于是他设计了如下几种电路图，请你帮助他判断一下哪一种电路能测出小灯泡的额定功率并针对其中一个正确的电路说出主要测量步骤及测量的物理量（用符号表示）并用已知量和测量量写出小灯泡的额定功率的最后表达式．

其中正确的电路是

C

．
说出你选择该图的主要测量步骤及测量的物理量（用符号表示）．
小灯泡的额定功率的最后表达式．

Answer 1

分析：（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，把灯泡、电流表、电源串联接入电路，电压表并联在灯泡两端；
（2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，
根据滑动变阻器的接法判断滑片的位置；
（3）灯泡不亮，可能是灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外电路存在断路；电压表示数为零，可能是灯泡短路，或电压表并联电路之外存在断路，或者是电压表断路；电流表有示数，说明电路不存在断路；综合分析可知，电路故障是灯泡短路；
（4）灯泡电压为额定电压时灯泡正常发光，确定电流表的量程、最小分度值，由电流表指针位置读出电流表示数，然后由欧姆定律求出灯泡阻值；由功率公式P=UI求出灯泡的额定功率；
（5）要测出灯泡的额定功率，应设法调节灯泡两端的电压为额定电压、求出此时流过灯泡的电流，由功率公式P=UI求出灯泡的额定功率．

解答：解：（1）灯泡额定电压为2.5V，电压表应选择3V量程，电流表应选择0.6A量程，把灯泡、电流表、电源串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示；
故答案为：电路图如图所示．
（2）由电路图知，滑片在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，因此闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在a端；
故答案为：a．
（3）闭合开关后，灯泡不亮，此时电压表示数为零，电流表有示数，其故障是灯泡短路；
故答案为：灯泡短路．
（4）由图知，电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.3A；灯泡的电阻R=

U

I

=

2.5V

0.3A

≈8.3Ω；
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
故答案为：8.3；0.75．
（5）分析各电路图可知，C的电路图能测出灯泡的额定功率；
主要测量步骤及测量的物理量：
①闭合开关S₂，移动滑动变阻器滑片，知道电压表示数等于灯泡的额定电压U₁=2.5V为止；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关S₂，闭合开关S₁，记下此时电压表的示数U₂；
③然后根据串联电路特点及欧姆定律求出流过灯泡的电流，然后求出灯泡的额定功率；
求灯泡的额定功率：由串联电路特点知，定值电阻R₀两端的电压为U₀=U₂-U₁，
此时流过灯泡的电流I=

U0

R0

=

U2 -U1

R0

，灯泡的额定功率P=U₁I=U₁×

U2 -U1

R0

=2.5V×

U2 -U1

R0

，
故答案为：C；2.5V×

U2 -U1

R0

．

点评：本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、电流表读数、求灯泡电阻、求灯泡额定功率等问题；（5）有一定的难度，要逐一分析电路图，判断哪个电路图能测出灯泡的额定功率；连接电路图时，要注意电表量程的选择，注意电表正负接线柱不要接反．