Question

【題目】某實驗小組的同學在進行“測量小燈泡的功率”實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V。

（1）如圖甲是小明同學連接的實物電路圖，圖中只有一根導線連接錯誤，請你在圖中用“×”標出這根錯誤的導線，只改接一根導線使電路成為正確的電路（不能與其他導線交叉）

（____________）

（2）小李同學連接好電路，同組的小王檢查后，認為連接無誤，但閉合開關后小燈泡不亮．他接下來合理的操作是先______，再根據(jù)現(xiàn)象，______或檢查燈泡和燈座等元件的接觸是否良好。（選填下列步驟前的字母）

A．斷開開關S

B．調節(jié)滑動變阻器，觀察燈泡是否能發(fā)光

C．觀察電流表的示數(shù)是否為零，判斷電路是否斷路

（3）小明確認電路連接無誤后，按正確的操作閉合開關記錄了第一組數(shù)據(jù)，然后通過實驗依次填寫了其他實驗數(shù)據(jù)如表所示，①小明同學設計的實驗記錄表格錯誤的地方是______，②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，算出小燈泡的額定功率為______W，③進一步分析實驗數(shù)據(jù)，可判斷小燈泡接入電路前，燈絲阻值的可能范圍是______，滑動變阻器的最大阻值為______.

序號	1	2	3	4	5
電壓表示數(shù)/V	1.0	2.0	2.5	3.0	6.0
電流表示數(shù)/A	0.2	0.22	0.25	0.26	0
燈泡的亮度	不亮	微亮	亮	很亮	突然熄滅
燈泡功率/W
平均功率/W

（4）小王實驗時發(fā)現(xiàn)電壓表損壞了，老師告訴他已經(jīng)沒有電壓表可換，而給了他一個已知阻值為R0的定值電阻和若干個開關，小王重新設計了如圖乙所示的電路，測量小燈泡的額定功率，請你幫他在圖中AB和CD間選擇填上電流表和開關S2的元件符號，AB間填_____CD間填_______

并補全實驗步驟。

①按照電路圖正確連接電路。

②斷開開關S3，閉合開關S1、S2，調節(jié)滑動變阻器，使得電流表讀數(shù)為______，即燈泡正常發(fā)光。

③保持滑片位置不動，斷開開關S2，閉合開關S1、S3，記下電流表的讀數(shù)為I，則測得小燈泡額定功率的表達式為P=______ （用U額、R0和I表達）。

Answer 1

【答案】 C B 平均功率 0.625 0﹤R﹤5Ω（或小于5Ω） 25Ω 開關S2 電流表 U額（I-）

【解析】

(1)[1]原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中是錯誤的，電壓表與燈并聯(lián)，電流表與燈串聯(lián)，如圖所示：

(2)[2][3]閉合開關，燈泡不亮，可能是電路存在斷路或燈泡短路或電路電流太小、燈泡功率太小不足以引起燈泡發(fā)光而造成的，燈泡不亮，應先觀察電流表，看電流表是否有示數(shù)，看電路是否存在斷路，如果電流表無示數(shù)，先檢查燈泡與燈座接觸是否良好，如果電流表有示數(shù)，應調節(jié)滑動變阻器滑片，看燈泡是否發(fā)光；

(3)①[4]不同電壓下燈泡功率不同，求功率的平均值錯誤的，設計燈泡的“平均功率”一欄是錯誤的；

②[5]由表中數(shù)據(jù)可知燈泡2.5V時，通過它的電流是0.25A，燈泡的額定功率

PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W；

③[6]由表中數(shù)據(jù)可知，第1次燈泡兩端的電壓是1.0V，通過它的電流是0.2A，燈泡的電阻

RL==5Ω，

因為燈泡電阻隨溫度升高而增大，所以第1次情況下燈泡電阻大于其未接入電路時的電阻即小燈泡接入電路前，燈絲阻值范圍為

0＜RL＜5Ω；

[7]由第5次數(shù)據(jù)可知，燈泡突然熄滅，由于燈泡的功率太大，溫度較高，將燈泡的燈絲燒斷，此時電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表的示數(shù)是6V，說明電源電壓是6V；變阻器處于最大值處，此時電路中電流最小，由表中數(shù)據(jù)可知，此時燈泡兩端電壓為1V，電路中電流0.2A，由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得滑動變阻器的最大阻值：

R滑最大==25Ω；

(4)[8][9]要測量小燈泡的功率，需測量出小燈泡兩端的電壓和通過它電流，沒有電壓表，由歐姆定律可知用電流表和電阻R0代替電壓表，由并聯(lián)電路電壓的特點可知CD間的元件與電阻R0串聯(lián)，可以和燈泡L并聯(lián)，所以CD間是電流表，AB間是開關S2，如圖所示：

②[10]斷開開關S3，閉合開關S1、S2，此時燈泡與電阻并聯(lián)，它們兩端電壓相等，調節(jié)滑動變阻器，當燈泡兩端電壓等于其額定電壓時燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)：

IR0=；

③[11]保持滑片位置不動，斷開開關S2，閉合開關S1、S3，此時燈泡與電阻并聯(lián)，電流表測干路電流，電流表的讀數(shù)為I，通過燈泡的電流

IL=I-IR0=I-，

小燈泡額定功率的表達式為：

P=U額IL=U額×（I-）。