Question

【題目】小華做“測量小燈泡電功率”的實驗時，連接了如圖甲所示的電路，實驗前觀察小燈泡上標有“2.5V”字樣，電源電壓恒為3V．

（1）小華連接后的電路如圖甲所示，閉合開關前，他應將滑片P移到滑動變阻器的最_________（左/右）端；

（2）接著檢查電路連接，他發現有一根導線連接錯了，請你在甲圖中應改動的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法．

（3）改正連接后，閉合開關，電流表的示數為0.11A，電壓表的示數如圖乙所示，則電壓表的示數為__________V，此時滑動變阻器的連入電路中電阻為__________Ω．

（4）改變變阻器滑片的位置，測得多組對應的電壓、電流值，如下表所示．由測得數據可知，小燈泡的正常發光時的功率為__________W．請根據此小華設計的表格和實驗記錄，說出方案設計中存在的一個問題：______________________________．

（5）分析表中數據，發現第__________次實驗數據有誤。請在圖丙中畫出小燈泡的I－U關系圖像．由圖像可知，燈絲的電阻隨U的增大而__________，當電壓表示數為2V時，小燈泡消耗的電功率約為__________W．

（6）小明同學思考后覺得：用定值電阻來替代某一電表也能測出小燈泡正常發光時的功率，并設計了四個電路圖．其中正確的是__________．

Answer 1

【答案】 左 見解析 0.4 23.6 1.1 測量電功率無需取平均值 沒有測量電壓略大約額定電壓時的功率 見解析 增大 0.76－0.84 C

【解析】（1）為了保護電路，閉合開關前，滑片在阻值最大處，由圖知道應置于最左端；

（2）電壓表并聯在燈泡和滑動變阻器的兩端，測燈泡和滑動變阻器的總電壓，所以電壓表的“-”接線柱和滑動變阻器左上端接線柱連接錯誤，應把電壓表并聯在燈泡兩端，電壓表的“-”接線柱和滑動變阻器的右下接線柱相連，如下圖：

（3）電壓表使用的0～3V，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓表的示數是0.4V，電壓表測量的是燈泡的電壓UL =0.4V，所以滑動變阻器的電壓是：U滑=U-UL =3V-0.4V=2.6V，則R滑=U滑/I=2.6V/0.11A=23.6Ω；

（4）由題意知道，小燈泡的額定電壓是2.5V，由表格知道，當燈泡的電壓為2.5V時，電流為0.44A，所以燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.44A=1.1W；小華設計的表格和實驗記錄中存在的一個問題，因為燈泡電壓變化時功率也會發生變化，所以測量電功率無需取平均值，并且沒有測量電壓略大約額定電壓時的功率；

（5）分析表格數據知道第3次實驗數據有誤，因為此時電流大于電壓是1.6V時的電流值；根據表中的數據畫出I-U關系圖象（如圖所示），由圖象知道，電壓的變化量大于電流的變化量，即燈絲的電阻隨U的增大而增大。由圖知道當電壓為2V時，對應的電流約為0.42A，則燈泡的功率約為P=UI=2V×0.42A=0.84W；

（6）A圖中燈泡與定值電阻并聯，不能判斷燈泡是否正常工作，故A錯誤；B圖中閉合左邊的開關，電壓表上端為正接線柱，下端為負接線柱；只閉合右邊的開關，電壓表上端為負接線柱，下端為正接線柱，所以其中有一次電壓表接線柱一定接反，不能讀出電壓表示數，故不能測出燈泡的額定功率；C圖中燈泡與定值電阻并聯，通過開關的斷開或閉合能測出干路電流和定值電阻的電流，當定值電阻的電流為IR=2.5V/R時，燈泡正常工作，所以根據P=UI可以求出燈泡的額定功率，故C電路正確；閉合左邊的開關，電流表把燈泡短路，燈泡不發光；只閉合右邊的開關，電流表把電阻短路；兩個都閉合或斷開時，電流表均無示數，測不出燈泡的額定電流，該電路圖不能選，故符合題意正確的是C。