Question

【題目】在測(cè)量額定電壓為“2.5 V”的小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)中：

（1）小李將實(shí)驗(yàn)器材連成圖甲所示情況，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線畫(huà)出小李繼續(xù)連接的正確接線____；

（2）小李在閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑片P移到_______(A/B)處；

（3）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡沒(méi)有發(fā)光，此時(shí)她應(yīng)該：_______

A．立即更換燈泡

B．立即檢查線路

C．先觀察兩電表示數(shù)情況再?zèng)Q定

D．立即移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片

（4）小李隨后調(diào)節(jié)滑片P到某位置時(shí)，電壓表的示數(shù)恰為2.5 V，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流是_______A，燈泡消耗的電功率是_______W；

（5）小李完成實(shí)驗(yàn)后，他又繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，記錄了三組電壓表和對(duì)應(yīng)電流表的示數(shù)，分別算出各次的電阻值，求出各次電阻平均值，他認(rèn)為這就是小燈泡正常發(fā)光的電阻，他的方法是_______（正確／不正確）的；

（6）小華在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)本組的電流表已經(jīng)損壞，他利用一個(gè)電壓表、阻值已知的定值電阻R0、若干開(kāi)關(guān)、一個(gè)滑動(dòng)變阻器和若干導(dǎo)線也測(cè)出了該小燈泡的額定功率。請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)設(shè)計(jì)出電路圖（要求：電壓表只連一次，連好后不允許拆接），并寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)步驟：

①_________________________________________________________________________；

②_________________________________________________________________________。

請(qǐng)計(jì)算出該小燈泡的額定功率P額 ﹦_____________。(注意：燈泡的額定電壓用U額表示，定值電阻的阻值用R0表示，其余用所測(cè)物理量的符號(hào)表示)

Answer 1

【答案】 A C 0.24 0.6 不正確 閉合S和S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P直到電壓表的示數(shù)為2.5V 斷開(kāi)S1，閉合S2，保持滑片P不動(dòng)，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)U0 （U0·U額－U額2）/R0

【解析】電功率的測(cè)量；電流表的讀數(shù)方法；電流表的連接；電壓表的連接；滑動(dòng)變阻器的工作原理；伏安法測(cè)電阻的探究實(shí)驗(yàn)

（1）燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表選擇0～3V量程，電壓表和燈泡并聯(lián)，如圖：

（2）滑動(dòng)變阻器接入B接線柱，閉合開(kāi)關(guān)前，滑片離B接線柱最遠(yuǎn)，所以滑片處于A端；

（3）閉合電路燈泡不發(fā)光，通過(guò)觀察電壓表和電流表的情況判斷電路是短路還是斷路，然后再進(jìn)行操作，故選項(xiàng)C是正確的；

（4）電流表使用的0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.24A，P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；

（5）小李進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，得到三組數(shù)據(jù)，求出電阻，計(jì)算電阻的平均值，這種方法是錯(cuò)誤的，因?yàn)闊艚z的電阻受燈絲溫度影響比較大，當(dāng)電壓增大時(shí)，燈絲溫度升高，電阻增大，燈絲在不同電壓下電阻是不同的，不能通過(guò)求平均值來(lái)計(jì)算正常工作時(shí)的電阻；

（6）為能根據(jù)定值電阻的電流得知燈泡的電流，應(yīng)將定值電阻、燈泡串聯(lián)，變阻器也應(yīng)串聯(lián)在電路中，利用開(kāi)關(guān)的連接能使電壓表分別測(cè)出燈泡兩端的電壓及燈泡和定值電阻兩端的總電壓，如圖所示：

實(shí)驗(yàn)步驟：

①開(kāi)開(kāi)關(guān)，按電路圖連接實(shí)物；閉合S1 和S3 ，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V；

②保持滑片位置不動(dòng)，閉合開(kāi)關(guān)S1 和S2 ，測(cè)得電壓表示數(shù)為ULR

③在上面的操作中，當(dāng)燈正常發(fā)光后，滑片的位置不動(dòng)，開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換沒(méi)有引起電路連接關(guān)系的改變，各用電器兩端的電壓不變，所以，定值電阻R0兩端的電壓為U0 =UIR -2.5V，通過(guò)其的電流大小I=ULR2.5V/R0，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)，通過(guò)燈的電流大小為I=ULR2.5V/R0，所以，燈的額定功率P=UI=2.5V×ULR2.5V/R0。