Question

【题目】为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。

(1)该实验的原理是：P=UI。

(2)为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是_____。（选填“R1”或“R2”）

(3)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮）

（________）

(4)电路正确连按后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是_____。（选填字母）

A．电流表断路 B．小灯泡短路 C．小灯泡灯丝断了 D．滑动变阻器短路

(5)排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，此时发现小灯泡亮度较_____；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向_____移（选填“左”或“右”）直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_____W。

(6)根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是_____。

(7)另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变）；

①闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1。

②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，读出此时电压表示数为U2。

则小灯泡额定功率P额=_____（用R0、U1、U2表示）。

Answer 1

【答案】R2 C 暗 右 0.65 灯泡的电阻随温度的升高而变大

【解析】

(2)[1]标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω，由欧姆定律，其额定电流约为

电源电压6V不变，灯泡正常发光时，由串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻为

＞

故选用“20Ω 1A”的变阻器，即R2。

(3)[2]滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故滑动变阻器右下接线柱连入电路中，如下图所示：

。

(4)[3]电路正确连按后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中某处断路，电压表指针明显偏转，说明电压表与电源之间连接正常，故故障可能是小灯泡断路，即小灯泡灯丝断了。

故选C。

(5)[4][5]灯泡在额定电压下正常发光，排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，则对应小量程的电压为2V，小于灯泡的额定电压2.5V，此时小灯泡亮度较暗，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压。

[6]灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.26A，则小灯泡的额定功率为

(6)[7]灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，灯泡的温度越高，因灯泡的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻越大，由欧姆定律，灯两端的电压与电流的比值即为灯的电阻，故不一样。

(7)[8]闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1，即灯泡的额定电压为

闭合开关S，S1接a时，因保持滑片位置不动，各电阻的大小和电压不变，灯泡仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻两端电压为

由欧姆定律灯的额定电流为

则小灯泡额定功率为