Question

【題目】小鐵和小嶺在測量額定電壓是2.5V小燈泡電功率的實驗中：

（1）為完成實驗，請在圖甲中畫出伏安法測小燈泡電功率的電路圖________。

（2）若開關閉合后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調節(jié)滑動變阻器，小燈泡發(fā)光較暗且亮度一直不變，則故障是_______。

（3）故障排除后，調節(jié)滑動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為2V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時通過小燈泡的電流為______A，小燈泡此時的電功率為______W。若要測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向______（填“左”或“右”）移動（按照所畫的電路圖填），直到電壓表示數(shù)為 ___________V為止。

（4）移動滑動變阻器的滑片，記下多組電流表及對應電壓表的示數(shù)，并畫出圖丙所示的I-U圖像，從圖像可算出小燈泡的額定功率為_______W。

（5）兩人繼續(xù)調節(jié)滑動變阻器的過程中，小燈泡突然熄滅，電壓表示數(shù)__________（填“變大”、“變小”或“不變”)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)燈絲燒斷。

（6）兩人實驗完畢后，又重新選擇實驗器材，不用電壓表就測出了I額=0.3A的小燈泡的額定功率，設計的電路圖如圖丁所示，請將下列實驗步驟補充完整，并計算出小燈泡的額定功率（電源電壓恒定且未知，滑動變阻器的最大阻值為30Ω）。

①將滑動變阻器的電阻調到最大，開關S1閉合，S2_______（填“閉合”或“斷開”）讀出電流表的示數(shù)為0.2A，則電源電壓為__________V；

②開關S1閉合，S2________（填“閉合”或“斷開”），調節(jié)滑動變阻器的滑片使電流表的示數(shù)為________A時，小燈泡正常發(fā)光；

③開關S1 、S2均閉合，滑動變阻器的滑片_________，讀出電流表的示數(shù)為0.4A；

④小燈泡的額定功率P額=___________W。

Answer 1

【答案】 略 滑動變阻器都接在了下面兩個接線柱 0.22 0.44 左或右 2.5 0.625 變大 閉合 6 斷開 0.3 保持不動 0.45

【解析】（1）伏安法測小燈泡電功率的實驗原理是：P=UI；伏安法測電阻的實驗電路圖如圖所示；

（2）由圖知，滑動變阻器的下面接了左邊的接線柱，所以在閉合開關前，應將滑

片移至最右端，使其阻值最大；當將滑動變阻器的下方兩個接線柱接入電路時，電路中的電流太小，燈泡發(fā)光較暗，并且滑動變阻器失去調節(jié)燈泡兩端的作用；

（3）電流表選擇的是0～0.6A量程，對應的分度值是0.02A，指針指在0.2A后第1個小格上，因此示數(shù)為0.2A+0.02A=0.22A，小燈泡的實際功率為：P=UI=2V×0.22A=0.44W，要測定燈泡的額定功率，應使燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，此時應減小滑動變阻器的阻值，將滑片向左端滑動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；

（4）由圖丙所示I-U圖象可知，燈泡額定電壓U=2.5V所對應的電流I=0.25A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；

（5）實驗中小燈泡的燈絲突然被燒斷，則燈泡兩端的電壓約等于電源電壓，電壓

表的示數(shù)變大；

（6）①將滑動變阻器的電阻調到最大，開關S1閉合，S2閉合，燈泡被短路，讀出電流表的示數(shù)為0.2A，由U=IR滑知道電源電壓U=0.2A×30Ω=6V ；

②開關S1閉合，S2斷開，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，調節(jié)滑動變阻器的滑片使電流表的示數(shù)為燈泡的額定電流0.3A時，小燈泡正常發(fā)光；

③開關S1 、S2均閉合，滑動變阻器的滑片保持不變，讀出電流表的示數(shù)為0.4A；此時滑動變阻器的阻值是R滑=6V/0.4A=15Ω，由串聯(lián)電路的特點知道燈泡的電阻是R燈=U/I額-R滑=5Ω，

④小燈泡的額定功率P額=I2R燈=0.45W。