Question

【題目】在“測量小燈泡電功率”實驗中，如圖甲所示，電源電壓恒為4.5V，小燈泡標有“2.5V”字樣，電流表、電壓表、滑動變阻器“10Ω2A”和“50Ω1A”，開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干。

(1)如圖所示，實驗電路存在連接錯誤，只需改動一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確，請你在應(yīng)改動的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法。

（__________）

(2)正確連接導(dǎo)線過后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)較大，故障是：_____。

(3)排除故障后，逐漸移動滑片，看到電壓表示數(shù)如圖乙，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)向_____（填“左”或“右”）端移動滑片P，圖丙為燈泡的U﹣I圖象，可知燈泡的額定功率為_____W，根據(jù)上述情況，實驗中應(yīng)選擇的滑動變阻器為_____。

（拓展）完成上述實驗后，實驗小組又設(shè)計了如圖丁所示的電路，測出了額定電流為I額的小燈泡的額定功率。實驗方案如下：（電源電壓不變，滑動變阻器R1的最大阻值為R1）

①閉合開關(guān)S1，移動R1滑片，使電流表的示數(shù)為I額燈泡正常發(fā)光。

②閉合開關(guān)S2，保持R1滑片位置不動，移動R2滑片，使電流表的示數(shù)為I額。

③保持_____滑片位置不動，將另一個滑動變阻器滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為I1，再將此滑動變阻器的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為I2。

④小燈泡額定功率的表達式為P額＝_____。（用I額、I1、I2、R1表示）。

Answer 1

【答案】 燈泡斷路 右 0.5 50Ω1A R2

【解析】

(1)[1]原電路中，電壓表測電源電壓，是錯誤的；電壓表應(yīng)測燈的電壓，應(yīng)將連接電壓表3接線柱與變阻器右下接線柱的連線去掉，將電壓表3接線柱與燈的右接線柱連接起來，如下所示：

(2)[2]閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，說明電路斷路，又因為電壓表示數(shù)較大，故電路故障是燈泡斷路；

(3)[3]由圖乙所示電壓表可知，其量程為03V，分度值為0.1V，所以示數(shù)為2.2V， 小于燈泡額定電壓2.5V，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)增大電路中電流，減小電路中電阻，所以應(yīng)把滑片向右端移動；

[4]由圖象可知，燈泡額定電壓2.5V，對應(yīng)的電流為0.2A，故燈泡額定功率

P=UI=2.5V×0.2A=0.5W

[5]由圖丙知當(dāng)小燈泡的電壓為2.5V，電流為0.2A，此時滑動變阻器兩端的電壓

此時滑動變阻器接入電路的阻值為

由圖乙所示可知，電壓表示數(shù)為2.2V，電路中的電流小于0.2A，則滑動變阻器兩端的電壓為

由于電路中的電流小于0.2A，此時滑動變阻器連入電路的阻值要大于10Ω，因此應(yīng)選規(guī)格為“50Ω1A”的B滑動變阻器；

【拓展】

③[6]保持R2滑片位置不動，將R1的滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為I1，再將此滑動變阻器的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為I2。

④[7]變阻器R1的最大阻值為R，因電源電壓不變，則由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得

解得

小燈泡額定功率的表達式為