Question

【題目】一只小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時的電阻約為10Ω。小明想測量這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：一個電壓表、一個電流表、一個開關、電壓為6V的電源、滑動變阻器有A規(guī)格：“200Ω 2A”、B規(guī)格：“50Ω 1A”可選、導線若干。

（1）本實驗應該選擇______（選填“A”或“B”）規(guī)格的滑動變阻器，該實驗中滑動變阻器的主要作用是_________________________________________。

（2）小明在連接好電路的最后一根導線時，發(fā)現(xiàn)電壓表指針立刻偏到最大刻度處，小燈泡卻不亮，且電流表也沒有示數(shù)，上述現(xiàn)象反映他在操作中存在的不規(guī)范之處是______，出現(xiàn)上述故障的原因可能是______。

（3）排除故障后，小明發(fā)現(xiàn)他很幸運，電壓表并沒有因此而損壞．小明便開始進行測量，調節(jié)滑動變阻器滑片位置直到電壓表讀數(shù)為2.5V，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則該小燈泡的額定功率為______W。

（4）完成上述實驗后，小明進行了反思，如果剛才電壓表被損壞了，能不能換成其它的實驗器材來完成實驗呢，經(jīng)過思考，他用了一個已知阻值為R0的電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現(xiàn)有的實驗器材，設計了如圖丙所示的電路，也測出了燈泡的額定功率，請完成下列實驗步驟：

①閉合開關S1，將S2撥到觸點“1”，移動滑片，使電流表的示數(shù)為______；

②再將開關S2撥到觸點“2”，滑動變阻器的滑片應____________（填“向左調”、“向右調”或“位置不變”），讀出電流表的示數(shù)I；

③燈泡額定功率的表達式為P額=______（用已知量和測量量表示）。

Answer 1

【答案】 B 調節(jié)滑動變阻器兩端的電壓使其達到額定電壓 連接過程開關沒有斷開 小燈泡斷路 0.65 2.5V/R0 位置不變 2.5V(I- 2.5V/R0 )

【解析】已知燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，測額定電流約為0.25A，則兩滑動變阻器的電流均符合要求，電源電壓為6V，則燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓為3.5V,此時，滑動變阻器接入電阻約為14Ω，為了能精確調節(jié)，要求滑動變阻器的最大值略大于14Ω就行，即滑動變阻器電阻B就滿足要求，該實驗中滑動變阻器的目的是調節(jié)自身電阻改變燈泡兩端電壓，使燈泡兩端電壓等于額定電壓；

小明連接好電路的最后一根導線時，電壓表指針立刻偏到最大刻度處，說明小明在連接電路時沒有閉合開關，因電流表沒有示數(shù)，可知電路開路，電壓表有示數(shù)，則等燈泡開路；由題意知燈泡正常發(fā)光時圖乙通過小燈泡的電流為0.26A，故燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；若小明采用丙圖進行實驗，即不用電壓表測量燈泡額定功率，在測量燈泡電壓時，用電阻與其電流的乘積來表示燈泡的電壓，故實驗步驟為①閉合開關S1，將S2撥到觸點“1”，移動滑片，使電流表的示數(shù)為2.5V/R0；②再將開關S2撥到觸點“2”，滑動變阻器的滑片應位置不變，讀出電流表的示數(shù)I；③燈泡額定功率的表達式為P額= 2.5V(I- 2.5V/R0 )。