Question

【題目】某小組測(cè)量小燈泡的電功率，小燈泡額定電壓為 2.5V，電源電壓恒定不變，有規(guī)格為“10Ω 2A”和“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)。

次數(shù)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	電功率/W	亮度
1	2.5	0.30		較亮
2	3	0.32	0.96	很亮
3	2	0.26	0.52	稍亮

（1）如圖甲所示，選用“10Ω 2A”規(guī)格的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。連接電路時(shí)，需將滑動(dòng)變阻 器的滑片 P 置于_____（填A(yù) 或B）端，接著用開(kāi)關(guān)迅速試觸，燈泡發(fā)光，電壓表示數(shù)如 圖乙，此時(shí)燈泡兩端電壓為_____V．為了使燈泡正常發(fā)光，接下來(lái)的操作是：_____。

（2）實(shí)驗(yàn)中收集信息如上表，則小燈泡額定功率為_____W。

（3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明又利用上述器材重新設(shè)計(jì)電路（增加 了一個(gè)滑動(dòng)變阻器 R2，其最大阻值為 R0）如圖丙，測(cè)量另一個(gè)小燈 泡的額定功率，這個(gè)小燈泡正常工作的電流為 I1．請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟。

①只閉合開(kāi)關(guān)_____，調(diào)節(jié) R2，使電流表示數(shù)為 I1；

②只閉合開(kāi)關(guān)_____，調(diào)節(jié)_____，使電流表的示數(shù)仍為 I1；

③接著將 R2 的滑片 P 調(diào)至最左端，記下電流表示數(shù)為 I2．；再將 R2 的滑片 P 調(diào)至最右端，記 下電流表示數(shù)為 I3．則該小燈泡額定功率的表達(dá)式 P 額=_____（用 R0、I1、I2、I3 表示）。

Answer 1

【答案】A 2.8 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器改換為“20Ω2A”，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器在滑 片使電壓表的示數(shù)仍為 2.5V 0.75 S1 S2 滑動(dòng)變阻器R1 的滑片

【解析】

（1）閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的阻值最大，可起到保護(hù)電路的作用；確定電壓表的量程和分度值，從圖中得到電壓表的示數(shù)；在額定電壓下燈泡的功率為額定功率，根據(jù)題意與電路圖判斷滑片的移動(dòng)方向；
（2）由表格，讀出電流表示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡的額定功率；
（3）根據(jù)P=I2R，要測(cè)燈的額定功率，測(cè)燈正常工作時(shí)的電阻是關(guān)鍵，先使燈正常發(fā)光，再利用等效替代法，將燈的電阻轉(zhuǎn)化為測(cè)量R1的電阻，根據(jù)歐姆定律，據(jù)此確定操作步驟。

（1）由閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于A端，使滑動(dòng)變阻器的阻值最大，其目的是為了保護(hù)電路；由圖乙可知，電壓表量程0～3V，分度值0.1V，電壓表示數(shù)為2.8V，大于燈泡的額定電壓，為測(cè)燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，應(yīng)向右移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V，而此時(shí)滑動(dòng)變阻器在阻值最大處，故應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，用“20Ω2A”替換“10Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器，并調(diào)節(jié)滑片P到接入電路的阻值最大處；閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，直至觀察到電壓表示數(shù)為2.5V；

（2）由表格可知，電流表示數(shù)為0.3A，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，即燈泡兩端電壓U=2.5V，所以燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

（3）分析實(shí)驗(yàn)的原理可以得出其具體的步驟為：

①只閉合開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I1；

②只閉合開(kāi)關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片使電流表示數(shù)為I1；根據(jù)歐姆定律可知變阻器R1的電阻即為燈正常發(fā)光時(shí)的電阻；

根據(jù)等效替代法，則小燈泡正常發(fā)光的電阻與變阻器R1此時(shí)的電阻相同；

為測(cè)量出此時(shí)變阻器R1的電阻，故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R2的滑片調(diào)到最左端，讀出電流表的示數(shù)為I2；則電源電壓為：U=I2R1；將 R2 的滑片 P 調(diào)至最右端，記 下電流表示數(shù)為 I3，電源電壓U=I3（R1+R0）根據(jù)電源電壓不變可知：I2R1=I3（R1+R0）；則，小燈泡的額定功率。