Question

【題目】在測量小燈泡的電功率的實驗中，所用小燈泡的額定電流為0.3A，正常工作時燈絲的阻值在之間，所提供的器材有：電流表、電壓表、電源（電壓恒為6V），開關(guān)各一個，滑動變阻器（50Ω 1A）一個，導(dǎo)線若干；

(1)如圖甲所示是小明沒有連接完的實物電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖補充完整；

（________）

(2)閉合開關(guān)前，甲圖中的滑片P應(yīng)位于最_____（選填“左”或“右”）端，閉合開關(guān)無論怎樣移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，原因可能是_____（寫出一種即可）；

(3)排除故障，閉合開關(guān)，移動滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為_____V，小燈泡的額定功率為_____W；

(4)小華沒用電壓表，但多用了一個開關(guān)，其它器材與小明的相同，她也測出了另一個額定電流為I額小燈泡的額定功率。她設(shè)計了如圖丙所示電路圖，請你幫她完成實驗步驟并寫出測定額定功率的表達(dá)式；

實驗步驟：

①按圖連接電路，然后只閉合開關(guān)S1，移動滑片P，使電流表的示數(shù)為I額；

②再閉合開關(guān)S2，滑片P位置_____（填“動”或“不動”），記下電流表示數(shù)為I1；

③小燈泡的額定功率的表達(dá)式為P額=_____（用字母表示，可能用到的物理量有：已知的電源電壓U，燈泡的額定電流I額，變阻器的最大阻值R0，和實驗中測得的物理量）；

(5)小明同學(xué)又利用該電路探究電流跟電阻的關(guān)系，他將小燈泡換成多個定值電阻R，保持電壓表示數(shù)始終為2V，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數(shù)，若不更換其他器材，為了能完成實驗，更換的電阻阻值不能夠大于_____Ω。

Answer 1

【答案】見解析 右 小燈泡斷路 4 1.2 不動 25

【解析】

(1)[1]燈泡額定電流為0.3A，燈絲阻值在10Ω～15Ω之間，則根據(jù)可知，燈泡額定電壓在3V～4.5V間，故電壓表應(yīng)選0～15V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖所示：

。

(2)[2]為了電路安全，開關(guān)閉合前滑片應(yīng)滑到阻值最大值處，因此甲圖中的滑片P應(yīng)位于最右端。

[3]閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，說明電路是斷路，小燈泡不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的這部分電路斷路了，即小燈泡斷路。

(3)[4][5]電壓表量程是0～15V，由圖乙可知，電壓表分度值是0.5V，電壓表示數(shù)是4V；燈泡額定功率

燈泡額定功率是1.2W。

(4)②[6]再閉合開關(guān)S2，滑片P位置不動，記下電流表示數(shù)為I1；此時燈泡短路，所以變阻器的電壓等于電源電壓U，根據(jù)歐姆定律得，滑動變阻器接入電路的阻值

由此可知當(dāng)只閉合開關(guān)S1時，滑動變阻器兩端的電壓

燈泡兩端電壓

③[7]小燈泡的額定功率的表達(dá)式

(5)[8]電源電壓U=6V，電阻兩端電壓U定=2V，滑動變阻器分壓

則根據(jù)串聯(lián)電路的電流相同的特點得：，即

代入數(shù)據(jù)得

解得；因為滑動變阻器接入電路的阻值，所以更換的電阻阻值

更換的電阻阻值不能夠大于25Ω。