Question

在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，小明同學所連接的實物圖如圖所示．燈泡的額定電壓是2.5V，滑動變阻器標有“15Ω 1A“字樣．

（1）用筆畫線把電流表、電壓表正確連入電路．
（2）開關閉合前，應將滑片P放在

a

（填“a”或“b”）端．
（3）如果電路連接正確，閉合開關后，發現燈泡不亮，此時電壓表示數為零，電流表有示數，其故障是

燈泡短路

．
（4）排除故障后，小明調節變阻器滑片的位置，當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖所示，此時小燈泡電阻是

8.3

Ω，小燈泡的額定功率是

0.75

w
（5）．小明做完上述試驗后又進一步猜想只利用一種電表和已知阻值的電阻R₀能否測出小燈泡的額定功率，于是他設計了如下幾種電路圖，請你幫助他判斷一下哪一種電路能測出小燈泡的額定功率并針對其中一個正確的電路說出主要測量步驟及測量的物理量（用符號表示）并用已知量和測量量寫出小燈泡的額定功率的最后表達式．

其中正確的電路是

C

．
說出你選擇該圖的主要測量步驟及測量的物理量（用符號表示）．
小燈泡的額定功率的最后表達式．

Answer 1

分析：（1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，把燈泡、電流表、電源串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端；
（2）為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值，
根據滑動變阻器的接法判斷滑片的位置；
（3）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路或燈泡之外電路存在斷路；電壓表示數為零，可能是燈泡短路，或電壓表并聯電路之外存在斷路，或者是電壓表斷路；電流表有示數，說明電路不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡短路；
（4）燈泡電壓為額定電壓時燈泡正常發光，確定電流表的量程、最小分度值，由電流表指針位置讀出電流表示數，然后由歐姆定律求出燈泡阻值；由功率公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（5）要測出燈泡的額定功率，應設法調節燈泡兩端的電壓為額定電壓、求出此時流過燈泡的電流，由功率公式P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）燈泡額定電壓為2.5V，電壓表應選擇3V量程，電流表應選擇0.6A量程，把燈泡、電流表、電源串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，電路圖如圖所示；
故答案為：電路圖如圖所示．
（2）由電路圖知，滑片在a端時，滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值，因此閉合開關前，滑動變阻器的滑片應放在a端；
故答案為：a．
（3）閉合開關后，燈泡不亮，此時電壓表示數為零，電流表有示數，其故障是燈泡短路；
故答案為：燈泡短路．
（4）由圖知，電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數是0.3A；燈泡的電阻R=

U

I

=

2.5V

0.3A

≈8.3Ω；
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
故答案為：8.3；0.75．
（5）分析各電路圖可知，C的電路圖能測出燈泡的額定功率；
主要測量步驟及測量的物理量：
①閉合開關S₂，移動滑動變阻器滑片，知道電壓表示數等于燈泡的額定電壓U₁=2.5V為止；
②保持滑動變阻器滑片位置不變，斷開開關S₂，閉合開關S₁，記下此時電壓表的示數U₂；
③然后根據串聯電路特點及歐姆定律求出流過燈泡的電流，然后求出燈泡的額定功率；
求燈泡的額定功率：由串聯電路特點知，定值電阻R₀兩端的電壓為U₀=U₂-U₁，
此時流過燈泡的電流I=

U0

R0

=

U2 -U1

R0

，燈泡的額定功率P=U₁I=U₁×

U2 -U1

R0

=2.5V×

U2 -U1

R0

，
故答案為：C；2.5V×

U2 -U1

R0

．

點評：本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的調節、電流表讀數、求燈泡電阻、求燈泡額定功率等問題；（5）有一定的難度，要逐一分析電路圖，判斷哪個電路圖能測出燈泡的額定功率；連接電路圖時，要注意電表量程的選擇，注意電表正負接線柱不要接反．