Question

1．如圖所示1，是小明的實驗小組在“測量小燈泡的功率”實驗中連接的一個實驗電路，所用小燈泡標有“2.5V”字樣．

（1）請指出電路連接中的兩個不當之處：①滑動變阻器接了下面的兩個接線柱；②電壓表選擇的量程太大．
（2）電路連接正確后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，他接下來應進行的操作是C
A．更換小燈泡 B．檢查電路是否斷路 C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（3）電路正常后，他們分別測出了小燈泡的幾組電壓和電流值．記錄如下：

電壓（v）	2.0	2.5	2.8
電流（A）	0.20	0.24	0.26

①小燈泡正常工作時的功率大小為0.6W；
②通過分析實驗數(shù)據(jù)可知，小燈泡的電阻是變化的，其原因是：小燈泡發(fā)光時，溫度升高造成電阻變化．
（4）實驗時某小組學生設計了一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實驗，實驗電路如圖所示2．其中R₀為阻值已知的定值電阻（阻值適當），S₂為一個單刀雙擲開關（符號為：），請你將他們的實驗過程補充完整，并寫出相應的表達式．
實驗步驟：①按圖連接電路，閉合S₁，S₂接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；②保持滑動變阻器滑片的位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)為U；③燈泡額定功率的表達式P_額=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器應一上一下串聯(lián)入電路中；根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表的量程；
（2）燈泡實際功率太小時，燈泡不發(fā)光，可以移動滑片減小滑動變阻器接入電路的阻值，觀察燈泡是否發(fā)光；
（3）①由表格中找燈泡額定電壓2.5V時的電流，根據(jù)P=UI計算燈泡正常工作時的功率；
②從電阻大小的影響因素分析電阻變化的原因；
（4）由圖知，燈泡與定值電阻、滑動變阻器串聯(lián)組成電路，利用電壓表分別測出燈泡和定值電阻兩端電壓以及燈泡兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡兩端的電壓達到額定電壓，然后測出定值電阻和燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流的特點和歐姆定律求出電路中的電流即為燈泡的額定電流，利用P=UI表示出燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）由圖1知，滑動變阻器同時接下面的兩個接線柱，這樣滑動變阻器相當于一個定值電阻接入電路中，不能起到調(diào)節(jié)燈泡電壓的作用；
由題知，燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表應使用0-3V量程，而圖中電壓表使用0-15V量程，所選量程過大；
（2）閉合開關后，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，燈泡沒壞，也不是斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，下一步操作：移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，即應進行C項操作；
（3）①由表格數(shù)據(jù)可知，當燈泡正常發(fā)光時即電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.24A，
所以可得燈泡正常工作時的功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
②小燈泡的電阻是變化的，其原因是燈泡電壓增大，電流增大，燈泡的功率增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻增大；
（4）由分析設計實驗步驟：①根據(jù)電路圖連接電路，閉合開關S₁、S₂接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；
②保持滑動變阻器滑片位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)U；
③通過燈泡的電流：I=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，
燈泡額定功率：P=U_額I=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）①滑動變阻器接了下面的兩個接線柱；②電壓表選擇的量程太大；
（2）C；
（3）①0.6W  ②小燈泡發(fā)光時，溫度升高造成電阻變化；
（4）①按圖連接電路，閉合S₁，S₂接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；
②保持滑動變阻器滑片的位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)為U；
③$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

點評 本題考查了連接實物電路圖、實驗操作、求燈泡功率、燈絲電阻大小影響因素、實驗設計等．實驗設計是本題的難點，知道實驗原理、應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律即可正確解題．