Question

【題目】鄭小楚和李嵐等同學利用電流表、電壓表、滑動變阻器、開關等器材，進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗。已知小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率約為0.5W，電源電壓恒定為6V，滑動變阻器的規格為“30Ω 1A”,認為小燈泡燈絲電阻不變，R0為阻值為10Ω的定值電阻。

甲 乙 丙

（1）鄭小楚用上述器材能否測出小燈泡的額定功率：_____________。（選填“能”或“不能”）

（2）如圖甲是李嵐同學設計的實物電路圖，請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整____；

（3）改變滑片P的位置，當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率是________W；

（4）實驗時李嵐發現電流表損壞，他們在原有的實驗器材基礎上，另增加了兩個開關，設計了一個不用電流表就能測定該小燈泡額定功率的實驗；

①在圖丙所示的虛線框內畫出實驗電路圖___________；

②簡述實驗步驟：

a：__________________________________________________________________________；

b：__________________________________________________________________________；

③寫出小燈泡額定功率的表達式P額＝______________________。（用已知量和測得量表示）

Answer 1

【答案】 能 0.5 按圖連接電路，閉合開關S 、S1，調節滑動變阻器，使電壓表示數為2.5V 保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開開關S1，閉合S 、S2，記錄電壓表示數U

、（U-2.5V）×0.25A

【解析】（1）已知小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率約為0.5W，根據P=UI，燈的額定電流： ；燈的電阻： ，當燈的電壓為2.5V時，燈正常發光，由串聯電路電壓的規律，變阻器和定值電阻分去的電壓：U分=U-UL=6V-2.5V=3.5V，即變阻器和定值電阻分去的電壓是燈額定電壓的倍，由分壓原理，變阻器和定值電阻的電阻是燈的電阻的1.4倍，即R=1.4×12.5Ω=17.5Ω，由電阻的串聯，當變阻器連入電路中的電阻為：R滑=R-R0=17.5Ω-10Ω=7.5Ω時，燈正常發光；故鄭小楚用上述器材能測出小燈泡的額定功率；
（2）當燈的電壓為2.5V時燈正常發光，故將電壓表小量程并聯在燈的兩端，如下左所示；

（3）改變滑片P的位置，當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.2A，小燈泡的額定功率是：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）①根據上面的分析，將燈與R0串聯，電壓表與燈并聯，如上右圖所示；
②a．只閉合S、S1，移動變阻器的滑片使電壓表示數為2.5V；
b．保持滑片的位置不動，斷開S1，閉合S2，記下電壓表的示數ULR；
③在上面的操作中，當燈正常發光后，滑片的位置不動，開關的轉換沒有引起電路連接關系的改變，各用電器兩端的電壓不變，所以，定值電阻R0兩端的電壓為U0=UIR-2.5V，通過其的電流大小，根據串聯電路電流的特點，通過燈的電流大小為，所以，燈的額定功率： ．
故答案為：（1）能；（2）如上左圖；（3）0.5；（4）①如上右圖；②a．按圖連接電路，只閉合S、S1，移動變阻器的滑片使電壓表示數為2.5V；b．保持滑片的位置不動，斷開S1，閉合S2，記下電壓表的示數ULR；③（ULR-2.5V）×0.25A．