Question

甲、乙兩同學(xué)分別做“測定小燈泡的功率”實驗，除了小燈外他們所使用的器材規(guī)格均相同，小燈的額定電壓可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”，小燈額定功率相等．他們正確連接好電路如圖1，甲同學(xué)閉合開關(guān)時記錄了第1組數(shù)據(jù)，當(dāng)小燈正常發(fā)光時記錄了第2組數(shù)據(jù)，把滑片移到端點(diǎn)時小燈閃亮一下，后熄滅，并記錄了第3組數(shù)據(jù)，如下表所示．
（1）甲同學(xué)記錄的第3組數(shù)據(jù)，故障的原因可能是燈泡

開路

（選填“短路”或“開路”）；他們所用電源的電壓為

4.5

V；甲同學(xué)所用小燈的額定功率為

0.575

 W；
（2）當(dāng)乙同學(xué)所選用的小燈正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)如圖2所示，此時乙同學(xué)所選用小燈正常發(fā)光時的電流為

0.25

A，滑動變阻器連入電路的電阻值為

8.8

Ω，．

物理量 實驗序號	電壓表 示數(shù)	電流表 示數(shù)	小燈 亮暗程度
1	1.3V	0.16A	暗
2	2.5V	0.23A	正常發(fā)光
3	4.5V	0A	不發(fā)光

Answer 1

分析：（1）甲同學(xué)連接好電路，閉合開關(guān)，滑動變阻器滑片在最大阻值處，減小滑動變阻器的電阻，得到第二組數(shù)據(jù)，根據(jù)P=UI計算燈泡額定功率；繼續(xù)移動滑片，電路電流增大，燈泡電壓增大，超過燈泡的額定電壓時，燒斷燈絲，電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓．
（2）根據(jù)電壓的電壓和電壓表指針的位置確定電壓表的量程以及示數(shù)，再根據(jù)小燈額定功率相等得出此時燈泡正常發(fā)光時的電流，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動變阻器兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻．

解答：解：（1）①閉合開關(guān)后，滑片處于最大阻值處，向左移動滑片，電路電阻減小，電流增大，燈泡兩端電壓增大，當(dāng)燈泡兩端電壓超過燈泡的額定電壓時，燈泡被燒壞開路，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓，所以電源電壓為4.5V；
②燈泡正常工作時，電壓為2.5V，電流為0.23A，所以，燈泡額定功率為：P=UI=2.5V×0.23A=0.575W；
（2）∵電源的電壓為4.5V，
∴結(jié)合電壓表指針的位置可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.3V，
∵燈泡的額定功率相等，
∴根據(jù)P=UI可得，乙同學(xué)所選用小燈正常發(fā)光時的電流：
I_乙=

P

U乙

=

0.575W

2.3V

=0.25A，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_乙=4.5V-2.3V=2.2V，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴滑動變阻器接入電路中的電阻：
R_滑=

U滑

I乙

=

2.2V

0.25A

=8.8Ω．
故答案為：
（1）開路；4.5；0.575；
（2）0.25；8.8．

點(diǎn)評：本題考查了實驗現(xiàn)象的判斷和串聯(lián)電路特點(diǎn)以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)表格得出相關(guān)的信息和利用好“燈泡的電功率相等”，同時要注意電壓表量程的確定并讀出示數(shù)．