Question

（2013?六合區(qū)二模）在“測(cè)量小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)選用的電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整．
（2）小明連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請(qǐng)你找出實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處

連接電路時(shí)沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān)

、

連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有移到最大阻值處

．
（3）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為

2.2

V；若想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向

B

（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為

2.5

V．某同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是

0.5

W．
（4）小明的同學(xué)小惠在借助上述實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，不小心將電流表?yè)p壞，由于沒(méi)有多余的電流表更換，老師取走電流表，并拿來(lái)一個(gè)電阻箱代替滑動(dòng)變阻器接在原電路中；當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時(shí)，電阻箱接入電路的阻值為R₀，則可推導(dǎo)出小燈泡額定功率的表達(dá)式

5

R0

．（電源電壓恒定不變）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流確定電流表量程，把電流表串聯(lián)接入電路．
（2）連接電路時(shí)要斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，滑片要移到最大阻值處．
（3）由圖乙所示電壓表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)；根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定功率的關(guān)系確定滑片的移動(dòng)方向，知道電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓為止；由圖丙所示圖象求出燈泡額定電壓所對(duì)應(yīng)的電流，由P=UI求出燈泡額定功率．
（4）由題意可知，電阻箱與燈泡串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時(shí)電阻箱兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=UI得出小燈泡額定功率的表達(dá)式．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I=

U

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A，電流表的量程應(yīng)選0～0.6A；把燈泡與電流表串連接入電路，如圖所示．
（2）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，這是連接電路時(shí)沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān)造成的；燈泡發(fā)出明亮耀眼的光，說(shuō)明燈泡實(shí)際功率很大，電路電流很大，電路電阻很小，這是連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有移到最大阻值處造成的．
（3）由圖乙知，電壓表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V；要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小，滑片向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
由圖丙所示I-U圖象可知，燈泡額定電壓U=2.5V，所對(duì)應(yīng)的電流I=0.2A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時(shí)，電阻箱兩端的電壓U_電阻箱=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
電路中的電流：I=

U電阻箱

R0

=

2

R0

，
燈泡的額定功率：P=U_LI=2.5×

2

R0

=

5

R0

．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）連接電路時(shí)沒(méi)有斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有移到最大阻值處；
（3）2.2；B；2.5；0.5；（4）

5

R0

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了“測(cè)定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)，涉及到了電流表量程的選擇、實(shí)物電路圖的連接、電壓表的讀數(shù)，功率計(jì)算、從圖象獲取信息的能力等，綜合性強(qiáng)．