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）請用筆畫線代替導線，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】
（1）B
（2）解：如下圖所示：

（3）連接電路時，沒有斷開開關；燈泡斷路
（4）0.52
（5）；2V×（I﹣ ）
【解析】解：（1）燈泡正常發光時的電流約為：I= = =0.25A， 燈泡正常發光時滑動變阻器接入電路的阻值：R= = = =16Ω，則滑動變阻器應選B．（2）滑片向左滑動時變阻器阻值變小，滑片接左下接線柱，把滑動變阻器與電流表串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，實物電路圖如圖所示：（3）連接好電路的最后一根導線時，電壓表指針立刻偏到最大刻度處，說明連接電路時沒有斷開開關；小燈泡不亮，可能電路存在斷路或燈泡發生短路，電流表沒有示數，說明電路存在斷路，電壓表指針指到最大刻度處，說明電壓表與電源兩端相連，電壓表并聯電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯的燈泡斷路．（4）由圖示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.26A，燈泡額定功率：P=UI=2V×0.26A=0.52W．（5）①閉合開關S1 ， 將S2撥到觸點“1”，此時電流表測定值電阻電流，要使燈泡正常發光，燈泡兩端電壓應為額定電壓2V，此時定值電阻兩端電壓也是2V，要移動滑片，使電流表的示數為I= = ；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=U額I額=2V×（I﹣ ）．
故答案為：（1）B；（2）如圖所示；（3）連接電路時，沒有斷開開關；燈泡斷路；（4）0.52；（5）① ；③2V×（I﹣ ）．
（1）求出燈泡正常發光時滑動變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動變阻器．（2）根據題目要求與實驗原理連接實物電路圖．（3）根據電路現象分析答題．（4）由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數，然后又P=UI 求出燈泡額定功率．（5）根據電路圖，應用并聯電路特點、歐姆定律分析答題，完成實驗步驟，求出功率．