Question

【題目】在“測量小燈泡的額定功率”試驗中，燈泡上標有“2.5V”字樣，電源電壓恒定。

（1）請你用筆畫線代替導線，將如圖中的實物電路連接完整。

（_____）

（2）在移動變阻器滑片的過程中，眼睛應注視的_____表的示數，直至燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖所示，則燈泡的額定功率為_____W．小華進行了四次測量，并將有關數據及現象記錄在表格中。實驗得出的結論是：小燈泡的實際電功率_____，燈泡越亮。

次數	電壓 U/V	電流 I/A	實際電功率 P/W	小燈泡亮度
1	0.5	0.12	0.06	不亮
2	1.5	0.20	0.30	偏暗
3	2.5	0.40		正常
4	2.8	0.45	1.26	更亮

（3）完成上述實驗后，小聰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_____（選填“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_____（選填“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）。

（4）小紅在小聰的實驗基礎上只把電壓表換成電流表同樣也測出了小燈泡的電功率，請在方框內畫出小紅設計的電路圖

（_____）

Answer 1

【答案】 電壓 1 越大 2 2.5 1

【解析】

（1）根據燈的額定電壓為2.5V確定電壓表的量程，變阻器一上一下連接；
（2）燈在額定電壓下正常發光，根據電流表選用小量程確定分度值讀數，根據P=UI求出燈泡的額定功率；
（3）要測燈的額定功率，首先使燈正常發光，先將電壓表與燈并聯，通過移動滑片的位置，使燈的電壓為額定電壓；保持滑片位置不動，通過開關的轉換，使電壓表測燈與定值電阻的電壓，因此時各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據串聯電路電壓的規律，可求出此時定值電阻的電壓，由歐姆定律可求出燈的額定電流，根據P=UI可求出燈的額定功率；
（4）要測燈的額定功率，應先使燈正常發光，在沒有電壓表的情況下，電流表與定值電阻R應起到電壓表的測量作用，故將R0與電流表串聯后再與燈并聯，通過移動變阻器的滑片使電流表示數為時，由歐姆定律和并聯電路電壓的規律，燈的電壓為2.5V，燈正常發光；保持滑片位置不變，通過開關的轉換，使電流表測燈與R0并聯的總電流，因電路的連接關系沒有改變，各電阻的大小和通過的電流不變，燈仍正常發光，根據并聯電路電流的規律求出燈的額定電流，根據P=UI寫出燈的額定功率的表達式。

（1）燈的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯，變阻器按一上一下接入電路中與燈串聯，如下圖所示；

（2）燈在額定電壓下正常發光，在移動變阻器滑片的過程中，眼睛應注視的電壓表的示數，直至燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.4A，則燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.4A=1.0W；小華進行了四次測量，由表中數據可知小燈泡的實際電功率越大，燈泡越亮；

（3）①閉合開關S1，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在①中燈正常發光，在②中，電壓表測燈與定值電阻的總電壓，因此此時各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據串聯電路電壓的規律，定值電阻的電壓：U0=U-2.5V，由歐姆定律可求出定值電阻的電流，即燈的額定電流；，燈泡額定功率的表達式為：；

（4）根據分析，小紅設計的電路圖如圖所示：

測量步驟：①閉合開關S和S1，斷開S2，調節滑動變阻器的滑片使電流表示數為：；

②斷開開關S1，閉合開關S2，保持滑動變阻器的阻值不變，記錄此時電流表的示數為I2；

③通過燈泡的電流：，則燈泡L的額定功率：。