Question

【題目】在“測量小燈泡額定功率”實驗中，小燈泡的額定電壓U額=2.5V。

(1)如圖甲，有一根導線未連接，請用筆畫線代替導線將電路連接完整；（________）

(2)連接完電路，閉合開關(guān)后，小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有較大示數(shù)，經(jīng)檢查，導線連接完好，電流表完好，則電路故障可能是小燈泡發(fā)生了____（選填“短路”或“斷路”）；

(3)故障排除后，移動滑片P到某一位置，電壓表示數(shù)如圖乙所示為______V；此時要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向____（選填“左”或“右”）端移動；

(4)移動滑片P，記下多組數(shù)據(jù)，并繪制圖丁所示的U-I圖像，由圖像可計算出小燈泡的額定功率是______W；

(5)小明設(shè)計了如圖丙所示電路，測量另一只燈泡的額定功率，請完成下列步驟（已知：電源電壓不變，R1和R2為滑動變阻器，R1的最大電阻為R0，燈泡的額定電流為I額）

①只閉合開關(guān)S和______，調(diào)節(jié)滑動變阻器______，使電流表示數(shù)為I額；

②只閉合開關(guān)S和______，保持①中滑動變阻器滑片位置不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器______，使電流表示數(shù)仍為I額；

③接著將R1的滑片P調(diào)至最左端，記下電流表的示數(shù)為I1，再將R1的滑片P調(diào)至最右端，記下電流表的示數(shù)為I2。

④該燈泡額定功率的表達式P額=______。（用I額、R0、I1和I2表示）

Answer 1

【答案】 斷路 1.8 左 1 S2 R1 S1 R2 I額2

【解析】

(1)[1]燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表的量程為03V，電壓表與燈泡并聯(lián)，如下圖所示：

(2)[2]電流表無示數(shù)，說明電路斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為燈泡斷路。

(3)[3]電壓表使用03V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為1.8V。

[4]要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從1.8V增大到2.5V，就要減小變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，滑動變阻器連入電路中的電阻要減小，滑片向左端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V。

(4)[5]從圖象得知，燈泡在2.5V下的電流為0.4A，燈泡的額定功率

P=UI=2.5V×0.4A=1W

小燈泡的額定功率是1W。

(5) 據(jù)題意可知，此實驗的原理是利用等效替代法，測出燈泡的電阻，再通過電功率的變形公式P=I2R可計算小燈泡的額定功率。故實驗步驟如下：

①[6][7]只閉合開關(guān)S和 S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，使電流表示數(shù)為 I額。

②[8][9]只閉合開關(guān)S和 S1，保持滑動變阻器R1滑片位置不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器R2，使電流表示數(shù)為 I額；則R2的電阻等于燈泡的電阻。

③接著將R1的滑片P調(diào)至最左端，記下電流表的示數(shù)為 I1，再將 R1的滑片P調(diào)至最右端，記下電流表的示數(shù)為 I2。根據(jù)滑片在最左端和最右端電源電壓相等得

I1R2=I2(R0+R2)

R2的電阻為

R2=

④[10]該燈泡額定功率的表達式

P額=I額2