Question

（10分）在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓恒為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω.

（1）小明接好如圖甲所示的部分電路．在電路中還有兩根導(dǎo)線還沒連好，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整（要求變阻器的滑片在A端時電阻最大）．

開關(guān)試觸時，若發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)較大，其故障原因可能是 ．

（3）排除故障，閉合開關(guān)．小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示，為了測出小燈泡的額定功率，他應(yīng)該把滑動變阻器的滑片向 （A/B）移動．

（4）小明將實驗中收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象填入表中，可得燈泡的額定功率為 W．

（5）分析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，得到的結(jié)論應(yīng)是同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與 （額定功率/實際功率）有關(guān)．

（6）實驗結(jié)束后，他與同學(xué)們還進行了討論和交流：

①小紅同學(xué)認(rèn)為該實驗可以用來“探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”，小華則認(rèn)為必須把燈泡換成定值電阻才行，大家通過討論肯定了 的說法．

②小強發(fā)現(xiàn)電壓表損壞了，老師告訴他已經(jīng)沒有電壓表可換了，而給了他一個已知阻值為R0的定值電阻和一個單刀雙擲開關(guān)．小強重新設(shè)計了如圖丙所示的電路．在不改變該電路連接的情況下，也能正確測出小燈泡的額定功率．正確連接電路后．接下來的實驗步驟是：

A．閉合開關(guān)S、S1與a相接，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表示數(shù)I1= ；

B．保持 ， ，記下電流表的示數(shù)I2;

C．小燈泡額定功率的表達(dá)式P= ．（用已知和測量的物理量的符號表示）

Answer 1

（1）如下圖

（2）燈泡的燈絲斷了；（3）B；（4）0.7；（5）實際功率；（6）①小華；②2. 5/R0、滑片P的位置不變、S1與b相連、2.5（I2-2.5/ R0）

【解析】

試題分析：（1）由電壓表的電流要“+”進“-”出和要求變阻器的滑片在A端時電阻最大可知，燈泡的左端與滑動變阻器的“B”接線柱相連，右端與電壓表的“3”接線柱相連．

開關(guān)試觸時，若發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)較大，說明電壓表串聯(lián)到電路中，與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路，其故障原因可能是燈泡的燈絲斷了．

（3）排除故障，閉合開關(guān)．電壓表示數(shù)如圖乙所示為2V，小于燈泡的額定電壓2.5V，為了測出小燈泡的額定功率，他應(yīng)該把滑動變阻器的滑片向B移動，以減小滑動變阻器接入電路的阻值．

（4）由收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象可知，燈泡正常發(fā)光時的電流為0.28A，可得燈泡的額定功率為P0=U0I0=2.5V×0.28A=0.7W．

（5）分析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象可知，燈泡越亮，消耗的電功率越大。即同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與實際功率有關(guān)．

（6）實驗結(jié)束后，他與同學(xué)們還進行了討論和交流：

①“探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”時，應(yīng)控制電阻不變，但燈泡燈絲的電阻隨溫度的變化而變化，所以，必須把燈泡換成定值電阻才行．

②小強是利用并聯(lián)電路中的電流和電壓的特點來來測量小燈泡的額定功率。在不改變該電路連接的情況下，正確連接電路后．接下來的實驗步驟是：

A．閉合開關(guān)S、S1與a相接，調(diào)節(jié)滑片P，使小燈泡和電阻并聯(lián)，并且使它們兩端的電壓為2.5V，即使電流表示數(shù)I1=2. 5/R0；

B．保持滑片P的位置不變，S1與b相連，記下電流表的示數(shù)I2，即為干路電流；則小燈泡正常發(fā)光的電流為（I2-2.5/ R0）；

C．小燈泡額定功率的表達(dá)式P=2.5（I2-2.5/ R0）。

考點：電路故障分析；測量小燈泡的電功率；電路設(shè)計