Question

【題目】小鐵和小嶺在測(cè)量額定電壓是2.5V小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中：

（1）為完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫出伏安法測(cè)小燈泡電功率的電路圖________。

（2）若開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡發(fā)光較暗且亮度一直不變，則故障是_______。

（3）故障排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)通過小燈泡的電流為______A，小燈泡此時(shí)的電功率為______W。若要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向______（填“左”或“右”）移動(dòng)（按照所畫的電路圖填），直到電壓表示數(shù)為 ___________V為止。

（4）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下多組電流表及對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)，并畫出圖丙所示的I-U圖像，從圖像可算出小燈泡的額定功率為_______W。

（5）兩人繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的過程中，小燈泡突然熄滅，電壓表示數(shù)__________（填“變大”、“變小”或“不變”)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)燈絲燒斷。

（6）兩人實(shí)驗(yàn)完畢后，又重新選擇實(shí)驗(yàn)器材，不用電壓表就測(cè)出了I額=0.3A的小燈泡的額定功率，設(shè)計(jì)的電路圖如圖丁所示，請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，并計(jì)算出小燈泡的額定功率（電源電壓恒定且未知，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為30Ω）。

①將滑動(dòng)變阻器的電阻調(diào)到最大，開關(guān)S1閉合，S2_______（填“閉合”或“斷開”）讀出電流表的示數(shù)為0.2A，則電源電壓為__________V；

②開關(guān)S1閉合，S2________（填“閉合”或“斷開”），調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電流表的示數(shù)為________A時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；

③開關(guān)S1 、S2均閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片_________，讀出電流表的示數(shù)為0.4A；

④小燈泡的額定功率P額=___________W。

Answer 1

【答案】 略 滑動(dòng)變阻器都接在了下面兩個(gè)接線柱 0.22 0.44 左或右 2.5 0.625 變大 閉合 6 斷開 0.3 保持不動(dòng) 0.45

【解析】（1）伏安法測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)原理是：P=UI；伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；

（2）由圖知，滑動(dòng)變阻器的下面接了左邊的接線柱，所以在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑

片移至最右端，使其阻值最大；當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的下方兩個(gè)接線柱接入電路時(shí)，電路中的電流太小，燈泡發(fā)光較暗，并且滑動(dòng)變阻器失去調(diào)節(jié)燈泡兩端的作用；

（3）電流表選擇的是0～0.6A量程，對(duì)應(yīng)的分度值是0.02A，指針指在0.2A后第1個(gè)小格上，因此示數(shù)為0.2A+0.02A=0.22A，小燈泡的實(shí)際功率為：P=UI=2V×0.22A=0.44W，要測(cè)定燈泡的額定功率，應(yīng)使燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，此時(shí)應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向左端滑動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；

（4）由圖丙所示I-U圖象可知，燈泡額定電壓U=2.5V所對(duì)應(yīng)的電流I=0.25A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；

（5）實(shí)驗(yàn)中小燈泡的燈絲突然被燒斷，則燈泡兩端的電壓約等于電源電壓，電壓

表的示數(shù)變大；

（6）①將滑動(dòng)變阻器的電阻調(diào)到最大，開關(guān)S1閉合，S2閉合，燈泡被短路，讀出電流表的示數(shù)為0.2A，由U=IR滑知道電源電壓U=0.2A×30Ω=6V ；

②開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電流表的示數(shù)為燈泡的額定電流0.3A時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；

③開關(guān)S1 、S2均閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片保持不變，讀出電流表的示數(shù)為0.4A；此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值是R滑=6V/0.4A=15Ω，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)知道燈泡的電阻是R燈=U/I額-R滑=5Ω，

④小燈泡的額定功率P額=I2R燈=0.45W。