小刘和小强在实验室做实验时.发现某一小灯泡上有“2.5V.***W 的字样.其中额定功率看不清楚.他想要测出该灯泡的额定功率.所用的器材有:电压约为6V的电源.额定电压为2.5V的小灯泡.以及滑动变阻器.电压表.电流表.开关和若干导线．(1)小刘按照甲图正确连接电路并检查无误后.闭合开关.发现电压表.电流表均有较小的示数.但小灯泡不亮.原因可能是� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

18．小刘和小强在实验室做实验时，发现某一小灯泡上有“2.5V，***W”的字样，其中额定功率看不清楚，他想要测出该灯泡的额定功率，所用的器材有：电压约为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线．
（1）小刘按照甲图正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现电压表、电流表均有较小的示数，但小灯泡不亮，原因可能是滑动变阻器接入电路中的电阻太大．

（2）该实验的原理是P=UI．
（3）小刘通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图乙所示的U-I图象．根据图乙所提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（4）若实验室提供的滑动变阻器有A：“10Ω 1.5A”、B：“20Ω 1A”两种规格，则本实验中应选用滑动变阻器的规格为B（填对应符号）．
（5）小强经过仔细思考，觉得利用这个灯泡还可以测量未知电阻R_x的阻值，他设计了如图丙所示的电路进行实验：
a．闭合开关S₁，断开S₂，读出电流表的示数，记为I₁；
b．断开开关S₁，闭合S₂，读出电流表的示数，记为I₂；
c．根据乙图的U-I图象，找到灯泡此时对应的电压值，记为U，
则待测电阻的阻值表达式：R_x=$\frac{U}{{I}_{1}}$（利用题中字母表示）．
（6）小刘观察了小强的实验后，觉得还可以改成图丁的电路测量R_x，在小强实验的基础上通过调节滑动变阻器来获得多组数据以减小误差，他的做法是错误（选填“正确”“错误”）的，原因是不能保证Rx和小灯泡两端的电压一定相等．．

分析（1）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，不用更换灯泡，也不用检查电路是否断路；可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，分析电阻过大的原因，然后进行下一步操作；
（2）掌握电功率的测量原理：P=UI；
（3）由图象求出额定电压U对应的电流I，由P=UI求出功率；
（4）判断滑动变阻器规则要从电流和电阻上考虑：滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流，滑动变阻器最大阻值稍大于电路需要的滑动变阻器电阻；
（5）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻并联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出定值电阻两端电压，然后根据欧姆定律的变形公式计算出被测电阻的阻值；
（6）根据小灯泡的电阻受温度影响较大，分析解答．

解答解：（1）闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路；电压表、电流表均有较小的示数，可能是滑动变阻器接入电路中的电阻太大，电路中电流太小所致，灯泡实际功率太小不足以引起灯泡发光造成的；
（2）根据电功率的测量公式P=UI，测出灯泡的电压和电流，便可计算出其电功率，所以其测量原理是P=UI；
（3）由图乙可知，当U=2.5V时，I=0.2A，
所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路的电压和电流的特点，
灯泡正常工作时，滑动变阻器的电压为：U′=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此时滑动变阻器的电阻为：R=$\frac{U′}{I}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω，
“10Ω 1.5A”电阻太小，“20Ω 1A”电阻和电流都合适．所以选择“20Ω 1A”滑动变阻器，即选B；
（5）实验步骤：
a．闭合开关S₁，断开S₂，电路为R_x的简单电路，读出电流表的示数，记为I₁；
b．断开开关S₁，闭合S₂，电路为灯泡L的简单电路，读出电流表的示数，记为I₂；
c．根据乙图的U-I图象，找到灯泡此时对应的电压值，记为U，
根据并联电路电压的特点可知：U_x=U_L=U，
则待测电阻的阻值表达式：R_x=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{U}{{I}_{1}}$；
（6）图丁的电路测量R_x，在小强实验的基础上通过调节滑动变阻器来获得多组数据以减小误差，他的做法是不正确的，因为小灯泡的电阻受温度影响较大，使得不能保证Rx和小灯泡两端的电压一定相等．
故答案为：（1）滑动变阻器接入电路中的电阻太大；（2）P=UI；（3）0.5；（4）B；（5）$\frac{U}{{I}_{1}}$；（6）错误；不能保证Rx和小灯泡两端的电压一定相等．