Question

【題目】一只小燈泡的額定電壓為2.0V，正常發光時的電阻約為8Ω．小明想測量這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：一個電壓表、一個電流表、一個開關，電壓為6V的電源，滑動變阻器有A規格：“10Ω 2A”、B規格：“30Ω 1A”可選．導線若干．

（1）本實驗應該選擇_______（選填“A”或“B”）規格的滑動變阻器．

（2）用筆畫線代替導線，將圖甲所示電路連接完整（要求滑片向左滑動時變阻器阻值變小）．

（3）小明在連接好電路的最后一根導線時，發現電壓表指針立刻偏到最大刻度處，小燈泡卻不亮，且電流表也沒有示數，上述現象反映他在操作中存在的不規范之處是_________，出現上述故障的原因可能是 _____________________．

（4）排除故障后，小明發現他很幸運，電壓表并沒有因此而損壞．小明便開始進行測量，調節滑動變阻器滑片位置直到電壓表讀數為2.0V，小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則該小燈泡的額定功率為_____W．

（5）完成上述實驗后，小明進行了反思，如果剛才電壓表被損壞了，能不能換成其他的實驗器材來完成實驗呢，經過思考，他用了一個已知阻值為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“1”，移動滑片，使電流表的示數為_______；

②再將開關S2撥到觸點“2”，保持滑片的位置不動，讀出電流表的示數I；

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】 B 連接電路時開關未斷開 小燈斷路 0.52 2V/R0 2V（I-2V/R0）

【解析】燈泡正常發光時，滑動變阻器的電壓U滑=U-UL=6V-2V=4V，

根據分壓原理，

故選擇B規格的滑動變阻器。

滑片向左滑動時，變阻器阻值變小，所以將滑動變阻器左下接線柱連入電路中。

在連接好電路的最后一根導線時，發現電壓表指針立刻偏到最大刻度處，小燈泡卻不亮，且電流表也沒有示數，上述現象反映他在操作中存在的不規范之處是連接電路時開關未斷開。

出現上述故障的原因可能是燈泡斷路。

此時電流表示數如乙所示I=0.26A，所以P額=U額I=2.0V×0.26A=0.52W。

①燈泡L與R0并聯，根據并聯電路的電壓關系，首先調節滑動變阻器滑片，使電流表示數為，此時燈泡兩端電壓為其額定電壓。

②再將開關S2撥到觸點“2”，保持滑片的位置不動，電流表測干路的電流，電流表示數為I，則通過小燈泡的電流為 .

③燈泡額定功率的表達式。