Question

（2011?哈爾濱模擬）小紅要測定一只標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的電功率．
（1）她測得了三組數(shù)據(jù)，如右表格所示，則小燈泡的額定功率為

0.75

W．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓/V	2.0	2.5	3.0
電流/A	0.25	0.30	0.33

（2）小紅因需要知道一段電爐絲的電阻Rx，便想利用上述實(shí)驗(yàn)裝置測量．可是連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表已燒壞，原電路不能使用．請你利用現(xiàn)有器材（電壓未知的電源、量程合適的電壓表、最大阻值已知為R0的滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干），幫助設(shè)計(jì)一個(gè)不用改變電壓表位置就能測出這段電爐絲電阻的電路．畫出電路圖并寫出測量過程（電路圖畫在虛線框內(nèi)，電爐絲的符號用電阻的符號表示．）

（3）愛思考的小紅想，既然電和磁有關(guān)系，那么就可以用此實(shí)驗(yàn)裝置研究電流周圍磁場的情況．請你分別回答利用何種器材根據(jù)什么現(xiàn)象說明磁場的方向和強(qiáng)弱（請?zhí)顚懕砀裰械目崭瘢�．（�?shí)驗(yàn)室備有足夠的小磁針、鐵釘、大頭針）

選擇的器材	觀察的現(xiàn)象	說明的內(nèi)容
		磁場方向
		磁場強(qiáng)弱

Answer 1

分析：（1）燈泡電壓等于額定電壓時(shí)的功率為額定功率，由表找出額定電壓U對應(yīng)的電流I，根據(jù)P=UI求出燈泡的功率．
（2）電源、滑動(dòng)變阻器、電爐絲的電阻Rx串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電爐絲的電阻Rx兩端；測量過程：將滑片滑至b端，閉合開關(guān)，
記下電壓表示數(shù)U_b；再將滑片滑至a端，記下電壓表的示數(shù)U_a，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可求出電爐絲的電阻R_x．
（3）可以用小磁針靜止時(shí)N極的指向表示磁場的方向；可以用通電螺線管吸引鐵定、大頭針的多少來表示磁場的強(qiáng)弱．

解答：解：（1）由圖知，燈泡的額定電壓U=2.5V，對應(yīng)的電流I=0.30A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（2）電源、滑動(dòng)變阻器、電爐絲的電阻Rx串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電爐絲的電阻Rx兩端，電路圖如圖所示；
測量過程：將滑片滑至b端，閉合開關(guān)，記下電壓表示數(shù)U_b；再將滑片滑至a端，記下電壓表的示數(shù)U_a，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U_b-U_a，電路電流I=

Ub-Ua

R0

，由歐姆定律得，電爐絲的電阻Rx=

Ua

I

=

Ua

Ub-Ua R0

=

UaR0

Ub-Ua

．
（3）說明磁場方向及強(qiáng)弱所選器材、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表所示：

選擇的器材	觀察的現(xiàn)象	說明的內(nèi)容
小磁針	小磁針靜止時(shí)N極的指向	磁場方向
鐵釘、大頭針	通電螺線管吸引大頭針的多少	磁場強(qiáng)弱

故答案為：（1）0.75；（2）電路圖如右上圖所示，測量過程：將滑片滑至b端，閉合開關(guān)，記下電壓表示數(shù)U_b；再將滑片滑至a端，記下電壓表的示數(shù)U_a，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U_b-U_a，電路電流I=

Ub-Ua

R0

，由歐姆定律得，電爐絲的電阻R_x=

Ua

I

=

Ua

Ub-Ua R0

=

UaR0

Ub-Ua

．（3）如上表所示．

點(diǎn)評：本題考查了額定功率的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、測電阻等，有一定的難度；解題時(shí)應(yīng)注意，燈泡在額定電壓下的功率為額定功率；本題只用一個(gè)電壓表而不用電流表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測未知電阻的關(guān)鍵是利用串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律，求出電路電流．