Question

【題目】小亮同學在測量一個額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。實驗器材有：額定電壓為2.5V的小燈泡L（正常工作時電阻約為10Ω）、電流表、電壓表、滑動變阻器（20Ω 1A）、開關、電源（電壓恒定）各一個，導線若干。

(1)該實驗的原理是_____；

(2)如圖所示是小亮同學連接的部分電路，請你用筆畫線代替導線將電路連接完整。要求：當滑動變阻器的滑片P向右移動時，電路中的電流變��；

（______）

(3)請你為實驗需要測量和計算的物理量，設計一個實驗數據記錄表格；

（______）

(4)閉合開關，閉合開關小亮同學發現小燈泡不發光，電流表無示數，電壓表的示數接近電源電壓，移動滑動變阻器的滑片P，小燈泡一直不發光，電流表、電壓表的示數不發生變化，造成該故障的可能原因是_____；

(5)排除故障，小亮同學通過實驗測出了小燈泡的額定功率。同桌的小明同學想利用該實驗器材自己重新實驗，卻發現電壓表已損壞。請你用現有器材，添加一個電流表和一個阻值已知且為R0的定值電阻，幫助他設計電路，測量小燈泡的額定功率，并在下面的虛線框畫出你設計的電路圖。

（______）

Answer 1

【答案】P=UI

次數	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W
1
2
3

小燈泡斷路

【解析】

(1)[1]伏安法測小燈泡的額定功率的原理是：P=UI。

(2)[2]將滑動變阻器串聯到電路中，滑動變阻器滑片向右移動時，電路中的電流變小，電阻變大，滑動變阻器接下面左邊的接線柱，一上一下連接一上接線柱即可，小燈泡正常工作時電阻約為10Ω，小燈泡的額定電壓為2.5V，電路中的電流約為

I===0.25A

故電流表、電壓表均選用小量程，如圖所示：

(3)[3]電功率的測量是一種間接測量方法，需測量出導體兩端的電壓與此時對應的電流，然后求出燈泡的電功率。根據一個物理量占據一列，每一次實驗占據一行的原則去設計表格。直接測量的物理量由：電壓、電流、電阻共三個物理量。做三次實驗。故設計表格見下表：

次數		電壓U/V		電流I/A		電功率P/W
1
2
3

(4)[4]電流表無示數，可能是電路出現了斷路；電壓表示數有示數，說明電壓表兩接線柱與電源間是通路，電壓表接近電源電壓，所以故障可能是小燈泡斷路了。

(5)[5]要測燈的額定功率，應先使燈正常發光，在沒有電壓表的情況下，電流表與定值電阻R應起到電壓表的測量作用，故將R與電流表串聯后再與燈并聯，通過移動變阻器的滑片使電流表A2的示數為I=時，由并聯電路電壓的規律，燈的電壓為2.5V，燈正常發光，記錄此時電流表A1的示數，即燈正常發光時的電流，根據P=UI求出額定功率。電路圖如圖所示：