Question

【題目】在測量額定電壓為“2.5 V”的小燈泡的額定功率實驗中：

（1）小李將實驗器材連成圖甲所示情況，請你用筆畫線代替導線畫出小李繼續連接的正確接線____；

（2）小李在閉合開關前，應將滑片P移到_______(A/B)處；

（3）閉合開關，發現小燈泡沒有發光，此時她應該：_______

A．立即更換燈泡

B．立即檢查線路

C．先觀察兩電表示數情況再決定

D．立即移動滑動變阻器滑片

（4）小李隨后調節滑片P到某位置時，電壓表的示數恰為2.5 V，此時電流表的示數如圖乙所示，此時通過小燈泡的電流是_______A，燈泡消耗的電功率是_______W；

（5）小李完成實驗后，他又繼續調節滑動變阻器的滑片P，記錄了三組電壓表和對應電流表的示數，分別算出各次的電阻值，求出各次電阻平均值，他認為這就是小燈泡正常發光的電阻，他的方法是_______（正確／不正確）的；

（6）小華在實驗時發現本組的電流表已經損壞，他利用一個電壓表、阻值已知的定值電阻R0、若干開關、一個滑動變阻器和若干導線也測出了該小燈泡的額定功率。請在虛線框內設計出電路圖（要求：電壓表只連一次，連好后不允許拆接），并寫出主要的實驗步驟：

①_________________________________________________________________________；

②_________________________________________________________________________。

請計算出該小燈泡的額定功率P額 ﹦_____________。(注意：燈泡的額定電壓用U額表示，定值電阻的阻值用R0表示，其余用所測物理量的符號表示)

Answer 1

【答案】 A C 0.24 0.6 不正確 閉合S和S1，調節滑動變阻器的滑片P直到電壓表的示數為2.5V 斷開S1，閉合S2，保持滑片P不動，讀出此時電壓表的示數U0 （U0·U額－U額2）/R0

【解析】電功率的測量；電流表的讀數方法；電流表的連接；電壓表的連接；滑動變阻器的工作原理；伏安法測電阻的探究實驗

（1）燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表選擇0～3V量程，電壓表和燈泡并聯，如圖：

（2）滑動變阻器接入B接線柱，閉合開關前，滑片離B接線柱最遠，所以滑片處于A端；

（3）閉合電路燈泡不發光，通過觀察電壓表和電流表的情況判斷電路是短路還是斷路，然后再進行操作，故選項C是正確的；

（4）電流表使用的0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.24A，P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；

（5）小李進行了三次實驗，得到三組數據，求出電阻，計算電阻的平均值，這種方法是錯誤的，因為燈絲的電阻受燈絲溫度影響比較大，當電壓增大時，燈絲溫度升高，電阻增大，燈絲在不同電壓下電阻是不同的，不能通過求平均值來計算正常工作時的電阻；

（6）為能根據定值電阻的電流得知燈泡的電流，應將定值電阻、燈泡串聯，變阻器也應串聯在電路中，利用開關的連接能使電壓表分別測出燈泡兩端的電壓及燈泡和定值電阻兩端的總電壓，如圖所示：

實驗步驟：

①開開關，按電路圖連接實物；閉合S1 和S3 ，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為2.5V；

②保持滑片位置不動，閉合開關S1 和S2 ，測得電壓表示數為ULR

③在上面的操作中，當燈正常發光后，滑片的位置不動，開關的轉換沒有引起電路連接關系的改變，各用電器兩端的電壓不變，所以，定值電阻R0兩端的電壓為U0 =UIR -2.5V，通過其的電流大小I=ULR2.5V/R0，根據串聯電路電流的特點，通過燈的電流大小為I=ULR2.5V/R0，所以，燈的額定功率P=UI=2.5V×ULR2.5V/R0。