Question

（10分）一只小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)的電流約為0.3A．小雨同學(xué)想測(cè)量這個(gè)小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表、一個(gè)開(kāi)關(guān)，電壓為6V的電源，滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干．

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．（2分）
（2）電路正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，出現(xiàn)這一故障的原因可能是     ．
（3）排除故障后，進(jìn)行了三次測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電流為    A；小燈泡的額定功率為        W．

電壓U/V	1	2.5	2.8
電流I/A	0.18		0.28

（4）利用所給器材，該實(shí)驗(yàn)裝置        （選填“能”或“不能”）用來(lái)驗(yàn)證歐姆定律中的電流與電壓的關(guān)系．
（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小雨用了一個(gè)已知阻值為R₀的電阻和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，也測(cè)出了燈泡的額定功率．請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：

①閉合開(kāi)關(guān)S_l，將S₂撥到觸點(diǎn)       （選填“1”或 “2”），移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為        V；
②再將開(kāi)關(guān)S₂撥到觸點(diǎn)       （選填“1”或“2”），保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)U；
③燈泡額定功率的表達(dá)式為P_額=        （用已知量和測(cè)量量表示）．

Answer 1

（1）如下圖，（2）燈斷路；（3）0.26A ， 0.65W；（4） 不能 ；（5）①2， 2.5， ② 1 ， ③

試題分析：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.3A，所以電流表選擇0～0.6A的量程，開(kāi)關(guān)、燈泡、電流表串聯(lián)接入電路，電路圖如圖所示：

（2）電路正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路有斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明在電壓表兩接線柱與電源相連形成通路，故電路故障為燈泡斷路．當(dāng)燈泡斷路時(shí)，電壓表串聯(lián)在電路中，因?yàn)殡妷罕淼膬?nèi)阻很大，所以電路中的電流會(huì)很小，電流表測(cè)不出。
（3）由圖知，電流表量程是0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.26A，即燈泡的額定電壓是2.5V，額定電流是0.26A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（4）要驗(yàn)證歐姆定律中的電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)保持電阻阻值不變，但根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨燈泡兩端電壓的變化而變化，所以利用此實(shí)驗(yàn)裝置不能用來(lái)驗(yàn)證歐姆定律中的電流與電壓的關(guān)系．
（5）要測(cè)燈泡的額定功率就應(yīng)該讓燈泡兩端的電壓等于額定電壓，使燈泡正常發(fā)光，因此先讓電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器讓電壓表的示數(shù)為2.5V，使燈泡正常發(fā)光，然后在不改變電路連接的情況下，測(cè)出定值電阻兩端的電壓，再結(jié)合串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，最后根據(jù)P=UI表示出燈泡的額定功率。具體方法是：①閉合開(kāi)關(guān)S_l，將S₂撥到觸點(diǎn)2，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V；②再將開(kāi)關(guān)S₂撥到觸點(diǎn)1，保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)U，由于串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以燈泡正常發(fā)光時(shí)，定值電阻R₀兩端的電壓為U-2.5V，由歐姆定律可得，此時(shí)通過(guò)燈泡的電流：I=（U?2.5V）/R₀；③燈泡額定功率的表達(dá)式：P_額=UI=（2.5V×(U?2.5V)）/R₀．