Question

【題目】在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，小丹設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖，已知小燈泡的額定電壓為2.5V，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”，電源是由2節(jié)新干電池串聯(lián)組成。

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，幫助小丹按電路圖甲將圖乙電路連接完整；（要求導(dǎo)線不交叉）

（________）

（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片置于___________端（填字母）；

（3）連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則電路故障可能是________________________；

（4）排除故障后，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，電流表示數(shù)如圖丙所示為_____A，則小燈泡的額定功率為_________W，此時(shí)燈絲的電阻為_______Ω；

（5）小丹繼續(xù)測(cè)量小燈泡兩端電壓略高于額定電壓時(shí)的電功率，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向_________（填字母）端調(diào)節(jié)，觀察到小燈泡變亮；

（6）下表是小丹根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)，她通過分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)小燈泡燈絲的電阻是變化的，則影響小燈泡燈絲電阻變化的主要因素是___________________；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.12	0.16	0.18		0.22

（7）小丹經(jīng)過思考，發(fā)現(xiàn)用兩只電流表和一個(gè)阻值為R的定值電阻也可以測(cè)出小燈泡的額定功率。她設(shè)計(jì)的電路如圖所示，具體操作是：閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表A1的示數(shù)為I1時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表A2的示數(shù)為I2則小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=____________（用I1、I2、R0表示）

Answer 1

【答案】 A 小燈泡短路（或電壓表短路） 0.2 0.5 12.5 B 溫度 I1R0×(I2-I1)

【解析】

(1)[1]根據(jù)甲圖，變阻器右下接線柱連入電路中，如下圖所示：

(2)[2]閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片置于阻值最大處的A端。

(3)[3]連接好電路后，閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，說明電路為通路，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，則電路故障可能是燈泡短路。

(4)[4][5]排除故障后，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，電流表示數(shù)如圖丙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.2A，則小燈泡的額定功率為

P=UI=2.5V×0.2A=0.5W

[6]由歐姆定律，此時(shí)燈絲的電阻為

R==12.5Ω

(5)[7]測(cè)量小燈泡兩端電壓略高于額定電壓時(shí)的電功率，即增大燈兩端的電壓，減小變阻器兩端的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器的電阻，故滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向B端調(diào)節(jié)。

(6)[8]根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)小燈泡燈絲的電阻是變化的，說明溫度是影響小燈泡燈絲電阻變化的主要因素。

(7)[9]閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表A1的示數(shù)為I1時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表A2的示數(shù)為I2，由歐姆定律得到R0的電壓為

U0=I1R0

根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知燈的額定電壓等于R0兩端的電壓，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律得到通過燈的額定電流

I額=I2-I1

則小燈泡額定功率的表達(dá)式為

P額= U0 I額= I1R0×(I2-I1)