Question

【题目】在测定”小灯泡电功率“的实验中，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）连接电路时开关应 ___________ ．

（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．

（_____）

（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是___________________ ．

（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙示数，为 ______ V，若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片P向 ______ （选填”A“或”B“）端移动，使电压表的示数为2.5V．

（5）移动滑片P，记下多组电压表和电流表示数，并绘制图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是_____ W，请认真观察图丙，你还有什么发现 _____ （写出其中一条）．

（6）完成上述实验后，小南又找来了一个阻值为R0的电阻和两个开关．并借助部分现有的实验器材，设计了如图所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率．请完成下列的实验步骤：

①闭合开关S1和S3，移动滑片，当电压表的示数为___V时，停止移动滑片．

②只闭合开关S1和S2，读出此时电压表的示数为U；

③灯泡额定功率的表达式为P额=_______（用已知量和测量量表示）．

Answer 1

【答案】断开 小灯泡断路 2.2 A 0.625 小灯泡的电阻跟温度有关，温度越高，灯泡的电阻越大 2.5

【解析】

（1）为了保护电路，分析开关的状态；
（2）根据滑动变阻器和电压表的连接方式将两个元件接入电路；
（3）闭合开关，电流表没有示数，说明电路中存在断路，电压表有示数，说明电压表与电源的两极相连，据此分析故障；
（4）由图示电压表确定其量程与分度值，然后读出其示数；电压表示数小于灯泡额定电压，要测灯泡额定功率，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，增大灯泡两端电压，根据实物电路确定滑片的移动方向；
（5）由图象找出灯泡额定电压对应的电流，然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率；灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（6）要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。

（1）在连接电路过程中，为保护电路，开关应处于断开状态；

（2）滑动变阻器要串联在电路中，且一上一下的连接，电压表与灯泡并联；如图所示：

（3）闭合开关，小灯泡不亮，电流表没有示数，说明电路中存在断路，电压表有示数，说明电压表与电源的两极相连，故障为与电压表并联的小灯泡断路；

（4）由图乙所示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V；由于灯泡两端电压小于灯泡的额定电压，要测灯泡额定功率，应增大灯泡两端电压，减小滑动变阻器分压，由串联分压规律可知，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，所以应向A端移动滑片，直到电压表示数为灯泡额定电压2.5V为止；

（5）由图丙可知，当小灯泡两端的电压U=2.5V时，对应的电流I=0.25A，则小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；由图丙可知，灯泡的I-U图象不是一条直线，即通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比，其原因是小灯泡的电阻跟温度有关，温度越高，灯泡的电阻越大；

（6）①闭合开关S1和S3，移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光，停止移动滑片；

②只闭合开关S1和S2，读出此时电压表的示数为U（即灯与定值电阻R0的总电压）；

③在步骤②中，电压表测灯与定值电阻R0的总电压，此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常发光，根据串联电路电压的规律，此时R0两端电压：U0=U-2.5V，由欧姆定律可得，通过R0的电流：，根据串联电路电流的规律知，此时通过灯泡的电流与R0的电流相等，所以灯泡的额定功率：。