Question

【題目】小明利用如圖所示的實驗器材“測定小燈泡的額定功率”，已知電源電壓恒為6V，小燈泡正常工作時的電壓為2.5V，電阻約為10Ω，滑動變阻器的規格為“20Ω 2A”。

(1)請用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整___________ .

(2)正確連接電路后，用開關試觸，發現燈泡不亮，電壓表瞬間滿偏，電流表指針幾乎不動，則電路的故障可能是__________.（電路只有一處故障），排除故障后，移動滑片使小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為__________W.

(3)小華在進行實驗數據處理時，算出了小燈泡的平均功率（如下表），你認為這樣處理數據是__________(合理/不合理)的。

(4)下列描述小燈泡功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖像中，正確的是__________.

(5)完成上述實驗后，小華向老師要了一個已知阻值為R0的電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現有的實驗器材，設計了如圖丙所示的電路，也測出了燈泡的額定功率。請完成下列實驗步驟：

①閉合開關S1，將S2撥到觸點__________ (填“1”或“2”)，移動滑片，使電壓表的示數為__________V；

②再將開關S2撥到觸點__________ (填“1”或“2”，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U；

③燈泡額定功率的表達式為P額=__________ (用已知量和測量量表示）。

Answer 1

【答案】 見解析所示 小燈泡斷路 0.75 不合理 B 2 2.5 1 2.5V（U-2.5V）/R0

【解析】1)由小燈泡額定電壓為“2.5V”，可選電壓表的量程為“03V”，滑動變阻器要一上一下連接，小燈泡的右接線柱與滑動變阻器的上接線柱連接，如下圖所示：

(2)電壓表并聯在燈的兩端有示數，而燈不亮，說明小燈泡的兩接線柱接觸不良或小燈泡與燈座接觸不良，即小燈泡斷路；電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表的示數I＝0.3A，燈泡的額定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；(3)燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，小華的說法是不合理的；小燈泡在不同實際電壓下的實際功率不同反映了小燈泡的明暗程度不同，求平均值沒意義；(4)小燈泡與滑動變阻器串聯,由公式可得,小燈泡功率P＝I2RL＝(URL+R)2RL，小燈泡的功率P隨滑動變阻器阻值R增大時，電流減小，功率減小，利用數學知識對比圖可選B. (5)①閉合開關Sl,將S2撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為2.5V；②再將開關S2撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U，③燈泡額定功率表達式的推導過程：在第2次操作中，因電路的連接沒有改變，各用電器的電阻沒有變化，由分壓原理，各用電器的電壓沒有改變，所以此時燈泡仍正常發光；由于串聯電路兩端電壓等于各部分電壓之和,定值電阻R0兩端的電壓為U定＝U2.5V,由歐姆定律可得,此時通過定值電阻的電流：I＝ ，根據串聯電路電流都相等，即為通過燈泡的電流；燈泡額定功率的表達式：P額＝U額I＝.