Question

（10分）在“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓恒為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω.

（1）小明接好如圖甲所示的部分電路．在電路中還有兩根導(dǎo)線(xiàn)還沒(méi)連好，請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整（要求變阻器的滑片在A(yíng)端時(shí)電阻最大）．

開(kāi)關(guān)試觸時(shí)，若發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)較大，其故障原因可能是 ．

（3）排除故障，閉合開(kāi)關(guān)．小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示，為了測(cè)出小燈泡的額定功率，他應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器的滑片向 （A/B）移動(dòng)．

（4）小明將實(shí)驗(yàn)中收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象填入表中，可得燈泡的額定功率為 W．

（5）分析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，得到的結(jié)論應(yīng)是同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與 （額定功率/實(shí)際功率）有關(guān)．

（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，他與同學(xué)們還進(jìn)行了討論和交流：

①小紅同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)可以用來(lái)“探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”，小華則認(rèn)為必須把燈泡換成定值電阻才行，大家通過(guò)討論肯定了 的說(shuō)法．

②小強(qiáng)發(fā)現(xiàn)電壓表?yè)p壞了，老師告訴他已經(jīng)沒(méi)有電壓表可換了，而給了他一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)．小強(qiáng)重新設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路．在不改變?cè)撾娐愤B接的情況下，也能正確測(cè)出小燈泡的額定功率．正確連接電路后．接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟是：

A．閉合開(kāi)關(guān)S、S1與a相接，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表示數(shù)I1= ；

B．保持 ， ，記下電流表的示數(shù)I2;

C．小燈泡額定功率的表達(dá)式P= ．（用已知和測(cè)量的物理量的符號(hào)表示）

Answer 1

（1）如下圖

（2）燈泡的燈絲斷了；（3）B；（4）0.7；（5）實(shí)際功率；（6）①小華；②2. 5/R0、滑片P的位置不變、S1與b相連、2.5（I2-2.5/ R0）

【解析】

試題分析：（1）由電壓表的電流要“+”進(jìn)“-”出和要求變阻器的滑片在A(yíng)端時(shí)電阻最大可知，燈泡的左端與滑動(dòng)變阻器的“B”接線(xiàn)柱相連，右端與電壓表的“3”接線(xiàn)柱相連．

開(kāi)關(guān)試觸時(shí)，若發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)較大，說(shuō)明電壓表串聯(lián)到電路中，與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路，其故障原因可能是燈泡的燈絲斷了．

（3）排除故障，閉合開(kāi)關(guān)．電壓表示數(shù)如圖乙所示為2V，小于燈泡的額定電壓2.5V，為了測(cè)出小燈泡的額定功率，他應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器的滑片向B移動(dòng)，以減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．

（4）由收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.28A，可得燈泡的額定功率為P0=U0I0=2.5V×0.28A=0.7W．

（5）分析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象可知，燈泡越亮，消耗的電功率越大。即同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與實(shí)際功率有關(guān)．

（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，他與同學(xué)們還進(jìn)行了討論和交流：

①“探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)控制電阻不變，但燈泡燈絲的電阻隨溫度的變化而變化，所以，必須把燈泡換成定值電阻才行．

②小強(qiáng)是利用并聯(lián)電路中的電流和電壓的特點(diǎn)來(lái)來(lái)測(cè)量小燈泡的額定功率。在不改變?cè)撾娐愤B接的情況下，正確連接電路后．接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟是：

A．閉合開(kāi)關(guān)S、S1與a相接，調(diào)節(jié)滑片P，使小燈泡和電阻并聯(lián)，并且使它們兩端的電壓為2.5V，即使電流表示數(shù)I1=2. 5/R0；

B．保持滑片P的位置不變，S1與b相連，記下電流表的示數(shù)I2，即為干路電流；則小燈泡正常發(fā)光的電流為（I2-2.5/ R0）；

C．小燈泡額定功率的表達(dá)式P=2.5（I2-2.5/ R0）。

考點(diǎn)：電路故障分析；測(cè)量小燈泡的電功率；電路設(shè)計(jì)