Question

【題目】小明在“測量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣，滑動變阻器標(biāo)有“20Ω1A”字樣。

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖甲實(shí)物電路的連接.（要求：滑動變阻器的滑片P向右滑動時(shí),小燈泡變亮;連線不得交叉）

（_________）

（2）閉合開關(guān),通過移動滑片P記錄了多組數(shù)據(jù)如下表,請?jiān)趫D乙中,描點(diǎn)作出IU的關(guān)系圖線。

（__________）

小燈泡的額定功率為___________W,旋轉(zhuǎn)學(xué)生電源旋鈕,使電源電壓為3V;閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P使滑動變阻器的阻值為10Ω,此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率是____________W

序號	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.12	0.20	0.24	0.28	0.30

（3）若實(shí)驗(yàn)中電流表壞了,為了測量小燈泡的額定功率,小虎選用一個定值電阻R0接在原電路電流表的位置,設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路,實(shí)驗(yàn)方案如下：旋轉(zhuǎn)學(xué)生電源旋鈕,使電源電壓為7V;調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P使電壓表的示數(shù)為小燈泡額定電壓U額;保持滑片P位置不變,只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn),測量R0兩端的電壓U0.

①小虎的設(shè)計(jì)方案操作中存在的問題是：___________

②糾正操作錯誤之后,測出R0兩端的電壓為U0,則小燈泡的額定功率可表示為：P額=____________（用R0和所測量的符號表示）

③所選用定值電阻R0的阻值不得超過___________Ω.

Answer 1

【答案】 0.75 0.2 測量R0電壓時(shí),電壓表正負(fù)接線柱接反了 U額× 10

【解析】

(1)小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣，燈的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，滑動變阻器的滑片P向右滑動時(shí)，小燈泡變亮，即電流變大，電阻變小，即滑片右邊電阻絲連入電路中，如下左圖所示：

(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，用描點(diǎn)法作圖，用平滑的曲線連接起來，如上右圖所示：由表中數(shù)據(jù)知，燈在額定電壓下的電流為0.3A，則燈的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；電源電壓為3V，變阻器連入電路中的電阻為10Ω，因燈與變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律，通過各處的電流都相等，由表中數(shù)據(jù)知，只有燈的電壓為U2=1.0V，通過的電流為I2=0.2A時(shí)，根據(jù)歐姆定律：變阻器的電壓：U滑=I2R滑=0.2A×10Ω=2V，電源總電壓=U滑+U2=1V+2V=3V，符合串聯(lián)電路的規(guī)律，故此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率P實(shí)=U2I2=1V×0.2A=0.2W；

(3)①電壓表測燈的電壓，則電壓表a接線柱為負(fù)接柱，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)時(shí)，則電流從電壓表負(fù)接線柱流入了，電壓表的指針會倒轉(zhuǎn)；

②燈正常發(fā)光時(shí)，測定值電阻的電壓為U額，在滑片位置不動的情況下，測出R0兩端的電壓為U0，由歐姆定律，此時(shí)通過R0的電流：I0=，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過燈的額定電流：I=I0=，故燈的額定功率：PL=ULIL=U額×；

③在實(shí)驗(yàn)操作中，因電壓表選用03V的量程，既要測燈的額定電壓，又要測R0的電壓，故定值電阻R0的最大電壓不能超過3V，因燈正常工作時(shí)的電流IL=0.3A，由歐姆定律I=故R0的最大阻值不能超過：R0大==10Ω.