Question

【题目】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小丹设计了如图甲所示的电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，电源是由2节新干电池串联组成。

（1）用笔画线代替导线，帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整；（要求导线不交叉）

（________）

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片置于___________端（填字母）；

（3）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能是________________________；

（4）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表示数如图丙所示为_____A，则小灯泡的额定功率为_________W，此时灯丝的电阻为_______Ω；

（5）小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，滑动变阻器的滑片应向_________（填字母）端调节，观察到小灯泡变亮；

（6）下表是小丹根据实验测得的多组数据，她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的，则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是___________________；

实验次数	1	2	3	4	5
电压U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流I/A	0.12	0.16	0.18		0.22

（7）小丹经过思考，发现用两只电流表和一个阻值为R的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率。她设计的电路如图所示，具体操作是：闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I2则小灯泡额定功率的表达式为P额=____________（用I1、I2、R0表示）

Answer 1

【答案】 A 小灯泡短路（或电压表短路） 0.2 0.5 12.5 B 温度 I1R0×(I2-I1)

【解析】

(1)[1]根据甲图，变阻器右下接线柱连入电路中，如下图所示：

(2)[2]闭合开关前，应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处的A端。

(3)[3]连接好电路后，闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，说明电路为通路，发现小灯泡不发光，则电路故障可能是灯泡短路。

(4)[4][5]排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为

P=UI=2.5V×0.2A=0.5W

[6]由欧姆定律，此时灯丝的电阻为

R==12.5Ω

(5)[7]测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，即增大灯两端的电压，减小变阻器两端的电压，由分压原理，应减小变阻器的电阻，故滑动变阻器的滑片应向B端调节。

(6)[8]根据实验测得的多组数据，通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的，说明温度是影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素。

(7)[9]闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I2，由欧姆定律得到R0的电压为

U0=I1R0

根据并联电路电压的规律可知灯的额定电压等于R0两端的电压，由并联电路电流的规律得到通过灯的额定电流

I额=I2-I1

则小灯泡额定功率的表达式为

P额= U0 I额= I1R0×(I2-I1)