Question

小红同学在测量小灯泡正常发光的电阻的实验中，选用的电源电压为9V且保持不变，小灯炮标有“0.3A”字样，该同学设计了如图甲所示的电路：
（1）小华说该电路有一处不妥，请指出______．
（2）经过讨论，他们认为用这个电路仍然可以测出灯泡正常发光的电阻．于是他们通过调节滑动变阻器测量了多组电压表和电流表的数据，并作出了小灯泡的电流随电压的变化图象，如图乙所示．则当电压表的示数为______V时，小灯泡正常发光．利用条件可求出小灯泡正常发光时的电阻为______Ω，额定功率为______W．
（3）小红利用甲图的电路按照正确的步骤进行实验，发现在闭合开关时，小灯泡是不亮的．这是什么原因呢？小红观察到在闭合开关时，电压表的读数为8V．由此可知，小灯泡此时消耗的实际功率仅为______W，比额定功率小许多，因此不足以使灯泡发光．由此还可以求出滑动变阻器的最大阻值是______Ω．

Answer 1

【答案】分析：（1）伏安法测灯泡电阻，电压表应并联在灯泡两端，分析电路图，找出不妥之处；
（2）由I-U图象找出电流所对应的电压值，然后由串联电路求出电压表的示数；
由欧姆定律求出灯泡电阻，由P=UI可求出灯泡的额定功率；
（3）由I-U图象找出电压所对应的电流，由串联电路的特点求出灯泡两端的电压，
由P=UI求出灯泡的实际功率；连接完电路，滑动变阻器阻值全部接入电路，
由欧姆定律可求出滑动变阻器的最大阻值．
解答：解：（1）由电路图可以看出，电压表接在滑动变阻器两端，并没有接在灯泡两端，
电路不妥之处是：将电压表并联在滑动变阻器的两端；
故答案为：将电压表并联在滑动变阻器的两端．
（2）由灯泡的I-U图象可以看出，灯泡额定电流I_额=0.3A，
对应的额定电压U_额=2V，电压表的示数U_V=U-U_额=9V-2V=7V，
小灯泡正常发光时的电阻R==≈6.67Ω，
灯泡的额定功率P_额=U_额I_额=2V×0.3A=0.6W；
故答案为：7；6.67；0.6．
（3）电压表示数U_V′=8V，由串联电路的特点可知，
此时灯泡电压U_灯′=U-U_V′=9V-8V=1V，由I-U图象可知，
1V电压对应的电流I′=0.2A，灯泡的实际功率P_灯=U_灯′I′=1V×0.2A=0.2W；
滑动变阻器的阻值R_滑===40Ω；
故答案为：0.2；40．
点评：本实验考查了电路分析、求灯泡电阻、灯泡功率、滑动变阻器阻值等问题，由I-U图象找出电压对应的电流，熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键．