Question

（2012?如東縣一模）在“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)選用的小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為8Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω．

（1）為順利完成實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電壓為4.5V和6V的兩電池組可供選擇，則

A

．
A．只能選擇4.5V的電池組     B．只能選擇6V的電池組
C．兩電池組均可選用          D．須將其變成10.5V的電池組使用
（2）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，按照?qǐng)D甲所示的電路圖，將圖乙中的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不得交叉，且要求閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大）．
（3）移動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示，其值為

0.28

A，小燈泡的額定功率為

0.7

W．
（4）小明的同學(xué)小惠在借助上述實(shí)驗(yàn)器材完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，不小心將電流表?yè)p壞，由于沒(méi)有多余的電流表更換，老師取走電流表，并拿來(lái)一個(gè)電阻箱代替滑動(dòng)變阻器接在原電路中．
①閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電壓表的示數(shù)等于電源電壓，則故障的原因可能是燈泡

斷路

（選填“短路”或“斷路”）；
②排除故障后，當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時(shí)，電阻箱接入電路的阻值為R₀，則計(jì)算小燈泡額定功率的表達(dá)式為

5

R0

．（電源電壓恒定不變）

Answer 1

分析：（1）額定電壓下燈泡的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路中電流的大約值，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，最后結(jié)合滑動(dòng)變阻器的最大阻值即可判斷所需電源的電壓．
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓和額定電流確定電表的量程，且電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則與開(kāi)關(guān)串聯(lián)．
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率．
（4）①電壓表的示數(shù)等于電源電壓，說(shuō)明電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)電源的電壓，即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚?br />②由題意可知，電阻箱與燈泡串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時(shí)電阻箱兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=UI得出小燈泡額定功率的表達(dá)式．

解答：解：（1）由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流大約為I=

UL

RL

=

2.5V

8Ω

=

5

16

A，
若電源的電壓U=4.5V，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑=

U滑

I

=

2V

5 16 A

=6.4Ω＜10Ω，此電源可用；
若電源的電壓U=6V，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑=

U滑

I

=

3.5V

5 16 A

=11.2Ω＞10Ω，故6V或大于6V的電源不可用；
故選A．
（2）燈泡的額定電壓為2.5V＜3V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)；燈泡的額定電流大約為

5

16

A＜0.6A，所以電流表的量程為0～0.6A，且與燈泡串聯(lián)；滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則與開(kāi)關(guān)串聯(lián)，如下圖所示：

（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，通過(guò)燈泡的電流為0.28A，
燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．
（4）①燈泡不發(fā)光，電壓表的示數(shù)等于電源電壓說(shuō)明電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)電源的電壓，即電壓表并聯(lián)的燈泡斷路；
②當(dāng)小燈泡在額定電壓下工作時(shí)，
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=

U電阻箱

R0

=

2

R0

，
燈泡的額定功率P=U_LI=2.5×

2

R0

=

5

R0

．
故答案為：（1）A；（2）如上圖所示；（3）0.28；0.7；（4）①斷路；②

5

R0

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)，涉及到了電源的選擇、電流表和電壓表量程的選擇、實(shí)物電路圖的連接、電路故障的判斷、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用等，綜合強(qiáng)，給解題帶來(lái)了困難．