Question

【題目】在“探究小燈泡的亮度與電功率的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組選取了一個(gè)標(biāo)有“2.5V”的小燈泡和必要的實(shí)驗(yàn)器材，連接的實(shí)物電路如圖甲所示。

（1）如圖甲所示是小明同學(xué)連接的部分電路，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實(shí)物電路連接完整，要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗。

（________）

（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)電壓表有明顯示數(shù)，電流表指針幾乎不動(dòng)，小燈泡不發(fā)光，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是_____________。

（3）排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑片并把多次測量的電流和電壓繪制成I—U圖像，如圖乙所示，根據(jù)圖像可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為_____________A，額定功率為_____________W。

（4）請(qǐng)你為實(shí)驗(yàn)需要測量和計(jì)算的物理量及記錄的現(xiàn)象，在方框內(nèi)畫出一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格。

（_______）

（5）若實(shí)驗(yàn)中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小虎選用一個(gè)定值電阻R0接在原電路電流表的位置，設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路，實(shí)驗(yàn)方案如下：旋轉(zhuǎn)學(xué)生電源旋鈕，使電源電壓為7V；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P使電壓表的示數(shù)為小燈泡額定電壓U額；保持滑片P的位置不變，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，測量R0兩端的電壓U0。

①小虎的設(shè)計(jì)方案操作中存在的問題是__________________________。

②糾正操作錯(cuò)誤之后，測出R0兩端的電壓為U0，則小燈泡的額定功率可表示為：P額＝______。（用R0和所測物理量的符號(hào)表示）

③所選用定值電阻R0的阻值不得超過_____________Ω。

Answer 1

【答案】 小燈泡斷路 0.5 1.25

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	燈泡兩端的電壓U/V	通過燈泡的電流I/A	燈泡的電功率P/W	燈泡的亮度
1
2
3

測量R0電壓時(shí)，電壓表的正負(fù)接線柱接反了 6

【解析】

第一空．因?yàn)橐�求滑�?dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗，即電流變小，電阻變大，所以，滑片以左電阻絲連入電路中，又因?yàn)闊舻念~定電壓為2.5V，所以電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，故電路如下所示：

第二空．電路連接正確后，閉合開關(guān)，小燈泡不發(fā)光，電流表指針幾乎不動(dòng)，說明電路可能斷路；電壓表有明顯示數(shù)，說明電壓表與電源連通，即與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的；故產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是小燈泡斷路。

第三空．由圖乙的I-U圖象知道，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓是2.5V，電流為0.5A，

第四空．由P=UI知道，燈的額定功率是：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；

第五空．根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮陀涗浿�道，表格�?nèi)容包含燈泡的電壓、通過的電流、電功率及燈的亮度（要分別記錄燈在高于、等于、低于額定電壓下發(fā)光情況），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如下所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	燈泡兩端的電壓U/V	通過燈泡的電流I/A	燈泡的電功率P/W	燈泡的亮度
1
2
3

第六空．①．電壓表測燈的電壓，則電壓表a接線柱為負(fù)接柱，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)時(shí)，則電流從電壓表負(fù)接線柱流入了；

②．燈正常發(fā)光時(shí)，測定值電阻的電壓為U額，在滑片位置不動(dòng)的情況下，測出R0兩端的電壓為U0，由歐姆定律，此時(shí)通過R0 的電流是：

根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過燈的額定電流S ：

，
故燈的額定功率是：

；

③．在實(shí)驗(yàn)操作中，由于電壓表選用0-3V的量程，既要測燈的額定電壓，又要測R0 的電壓，故定值電阻R0 的最大電壓不能超過3V，又因?yàn)闊粽�常工作時(shí)的電流IL=0.5A，由歐姆定律知道， R0 的最大阻值不能超過：