Question

在“測量小燈泡的功率”的實驗中，小明同學選用的電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整．
（2）閉合開關前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于______（選填“A”或“B”）端．
（3）閉合開關，移動滑片P到某一點時，電壓表示數（如圖乙所示）為______V；若想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑片P向______（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數為______V．某同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是______W．
（4）小明的同學小惠在借助上述實驗器材完成實驗時，不小心將電流表損壞，由于沒有多余的電流表更換，老師取走電流表，并拿來一個電阻箱代替滑動變阻器接在原電路中；當小燈泡在額定電壓下工作時，電阻箱接入電路的阻值為R，則可推導出小燈泡額定功率的表達式為______．（電源電壓恒定不變）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據燈泡的額定電壓與電阻，由歐姆定律求出燈泡正常發光時的電路電流，根據燈泡正常發光時的燈泡電流選擇電流表量程．然后把燈泡與電流表串連接入電路，注意電流表量程的選擇．
（2）為保護電路安全，閉合開關前，使滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值；
（3）根據圖2所示電壓表確定電壓表的量程與分度值，由電壓表指針位置讀出電壓表示數；要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減��；由I-U圖象找出燈泡額定電壓所對應的電流，然后用公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）由題意可知，電阻箱與燈泡串聯，根據串聯電路的電壓特點求出當小燈泡在額定電壓下工作時電阻箱兩端的電壓，根據歐姆定律求出電路中的電流，根據P=UI得出小燈泡額定功率的表達式．
解答：解：（1）燈泡正常發光時的電流I===0.25A，電流表的量程應選0～0.6A；把燈泡與電流表串連接入電路，如圖所示：

（2）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值，故將滑片應移至A端；
（3）由圖乙知，電壓表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數是2.2V；要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減小，滑片向B端移動，使電壓表的示數為2.5V；
由圖丙所示I-U圖象可知，燈泡額定電壓U=2.5V，所對應的電流I=0.2A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）當小燈泡在額定電壓下工作時，電阻箱兩端的電壓U_電阻箱=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
電路中的電流：I==，
燈泡的額定功率：P=U_LI=2.5×=．
故答案為：（2）A；（3）2.2；B；2.5；0.5；（4）．
點評：本題考查了“測定小燈泡的額定功率”的實驗，涉及到了電流表量程的選擇、實物電路圖的連接、電壓表的讀數，功率計算、從圖象獲取信息的能力等，綜合性強．