Question

【題目】一個額定電壓是2.5V的小燈泡，正常工作時的電阻約為8Ω．小明想測量它的額定功率。實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開關(guān)各1個、規(guī)格分別為“10Ω 1A”和“20Ω 0.5A”的滑動變阻器2個，導(dǎo)線若干。

（1）小明設(shè)計了圖甲所示電路，他應(yīng)選用規(guī)格為_____的滑動變阻器。

（2）圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實物圖，閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，經(jīng)檢查是由于一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在圖乙中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補畫出正確的連線__________。

（3）小明正確連線后，繼續(xù)試驗。當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，小燈泡的額定功率是_____W。

（4）老師又拿來一個額定電流為I額的小燈泡。為測得小燈泡的額定功率，小明設(shè)計了圖丁所示電路，電源電壓未知、電阻的阻值R0已知。請你將實驗步驟補充完整。

①只閉合開關(guān)S1，將滑動變阻器的滑片移至最左端。讀出電壓表V1的示數(shù)為U1；

②只閉合開關(guān)S2，再次調(diào)節(jié)滑片，直到電壓表V2的示數(shù)為_____，此時小燈泡正常發(fā)光，電壓表V1的示數(shù)為U2；

③小燈泡額定功率的表達式是P額=_____。

Answer 1

【答案】 20Ω 0.5A 0.8 U1﹣I額R0 （U1﹣U2） I額

【解析】(1)燈泡正常發(fā)光時,通過其的電流約是I＝0.3A，此時滑動變阻器兩端的電壓：U滑＝UUL＝6V2.5V＝3.5V，由I＝可知,滑動變阻器接入電路的電阻：R＝11.7Ω>10Ω，所以應(yīng)選擇“20Ω 0.5A”的滑動變阻器；(2)由圖乙所示電路圖可知，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表連接錯誤，電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端，電路如圖所示；

(3)由圖丙所示電流表可知，其量程為00.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，燈泡額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；(5)①只閉合開關(guān)S1,將滑動變阻器的滑片移至最左端,讀出電壓表V1的示數(shù)為U1；②只閉合開關(guān)S2,再次調(diào)節(jié)滑片,直到電壓表V2的示數(shù)為：U1I額R0,此時小燈泡正常發(fā)光,電壓表V1的示數(shù)為U2；③①中為R0的簡單電路,電壓表V1測電源電壓U1；在②中,燈與變阻器和R0串聯(lián),再次調(diào)節(jié)滑片,當(dāng)燈正常發(fā)光時,即通過電路中的電流為I額,由歐姆定律,定值電阻的電壓為I額R0,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,當(dāng)V2的示數(shù)大小為：U1I額R0時燈一定正常發(fā)光,如果此時記下V1的示數(shù)為U2,則燈的額定電壓為：U1U2，小燈泡額定功率的表達式：P額＝(U1U2)I額。