Question

【题目】在“测量小灯泡电功率”的实验中，待测小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10Ω），实验室有如下器材∶电源（电压恒为6V）、电流表（0~0.6A 0~3A）、电压表（0~3V 0~15V）、开关各一个、导线若干、两只外型相同的滑动变阻器∶R1（10Ω 2A）、R2（20Ω 1A）

(1)请用笔画线代替导线在如图甲中完成实物电路的连接（要求∶滑片向B端滑动时小灯泡变亮）；

（______）

(2)小越闭合开关后，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路中发生的故障可能是_____；

(3)在实验过程中，小越看到电压表示数为1.5V，要使灯泡L正常发光应向____（选填“A”或“B”）端移动滑片；当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，则小灯泡的额定功率是____W；若考虑到电压表、电流表都不是理想电表，测出的小灯泡的额定功率比真实额定功率_____ （选填“偏大”或“偏小”）；

(4)根据上述描述可知，在实验过程中，小越选择的滑动变阻器是_______（选填“R1”或“R2”）；

(5)实验中小越的电流表损坏了，于是她利用一个已知阻值为R0的定值电阻和若干个开关，重新设计了如图所示的电路，测量小灯泡的额定功率。她的操作步骤如下∶

①按照电路图正确连接电路；

②闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器，使得电压表读数U0=2.5V，灯泡正常发光；

③保持滑片位置不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，记下电压表的读数为U1；

则小灯泡的额定功率P=__________（用U0、U1、R0表示）；

(6)同组的小霞发现还可借助实验电路图甲来探究“电流与电阻的关系”，于是，她将甲图中的灯泡依次换成阻值为5Ω、15Ω、20Ω、30Ω的定值电阻，其余原件保持不变，电表量程可更换，为了能够顺利完成四次实验，应控制电压表的示数范围为______-____V。

Answer 1

【答案】 小灯泡短路 B 0.65 偏大 R2 3.6 5

【解析】

(1)[1]灯泡与滑动变阻器串联在电路中，滑片向B端滑动时小灯泡变亮，即接入的电阻变小，实物电路连接如图所示：

。

(2)[2]电流表有示数，说明电路是通的，电压表无示数且小灯泡不发光，说明小灯泡发生短路。

(3)[3]电压表示数为1.5V，小于灯泡的额定电压，要使灯泡L正常发光应向B端移动滑片，减小电路电阻，增大电路电流。

[4]当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙，电流表最大量程为0.6A，每小格表示0.02A，则读数为0.26A，则小灯泡的额定功率是

[5]电压表测量灯的电压是准确的，电压表与灯并联，电流表测量通过灯与电压表的总电流，根据并联电路电流的规律，测出的电流偏大，根据P=UI求出的小灯泡的额定功率比真实额定功率偏大。

(4)[6]根据上述描述，电路电流为0.26A时，此时滑动变阻器接入的阻值为

即根据滑动变阻器最大阻值，应选择R2。

(5)[7]闭合开关S、S1，断开开关S2，定值电阻R0与滑动变阻器、小灯泡串联，电压表测量灯泡两端电压；闭合开关S、S2，断开开关S1，电压表测量定值电阻R0与灯泡的两端电压，则小灯泡的额定电流为

则小灯泡的额定功率为

(6)[8][9]根据串联电路电阻分压特点，当灯泡换成最大阻值为30Ω时，且滑动变阻器接入最大阻值时，此时电压表示数最小，为

即为了能够顺利完成四次实验，电压表的示数最低应为3.6 V；当灯泡换成最小阻值为5Ω时，滑动变阻器允许通过电流为1A，则应控制电阻两端电压最大为

即应控制电压表的示数范围为3.6 V至5V。