Question

【題目】小明在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，所用小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣，滑動變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”字樣．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖甲實物電路的連接．（要求：滑動變阻器的滑片P向右滑動時，小燈泡變亮；連線不得交叉）
（2）閉合開關(guān)，通過移動滑片P記錄了多組數(shù)據(jù)如下表，請在圖乙中，描點作出I﹣U的關(guān)系圖線 ， 則小燈泡的額定功率為 W，旋轉(zhuǎn)學(xué)生電源旋鈕，使電源電壓為3V；閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P使滑動變阻器的阻值為10Ω，此時小燈泡的實際功率是 W

序號	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.12	0.20	0.24	0.28	0.30

（3）若實驗中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小虎選用一個定值電阻R0接在原電路電流表的位置，設(shè)計了圖丙所示的電路，實驗方案如下：旋轉(zhuǎn)學(xué)生電源旋鈕，使電源電壓為7V；調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P使電壓表的示數(shù)為小燈泡額定電壓U額；保持滑片P位置不變，只將電壓表的a點接線改接到c點，測量R0兩端的電壓U0 ．
①小虎的設(shè)計方案操作中存在的問題是：
②糾正操作錯誤之后，測出R0兩端的電壓為U0 ， 則小燈泡的額定功率可表示為：P額（用R0和所測量的符號表示）
③所選用定值電阻R0的阻值不得超過Ω．

Answer 1

【答案】
（1）

解：如下圖所示：

（2）；0.75；0.2
（3）解：測量R0電壓時，電壓表正負(fù)接線柱接反了；U額× ；10
【解析】（1）小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣，燈的額定電壓為2.5 V，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，滑動變阻器的滑片P向右滑動時，小燈泡變亮，即電流變大，電阻變小，即滑片右邊電阻絲連入電路中，
；（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，用描點法作圖，用平滑的曲線連接起來，如上右圖所示：
由表中數(shù)據(jù)知，燈在額定電壓下的電流為0.3A，則燈的額定功率：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
電源電壓為3V，變阻器連入電路中的電阻為10Ω，因燈與變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律，通過各處的電流都相等，由表中數(shù)據(jù)知，只有燈的電壓為U2=1.0V，通過的電流為I2=0.2A時，根據(jù)歐姆定律：變阻器的電壓：
U滑=I2R滑=0.2A×10Ω=2V，
電源總電壓=U滑+U2=1V+2V=3V，符合串聯(lián)電路的規(guī)律，故此時小燈泡的實際功率P實=U2I2=1V×0.2A=0.2W；（3）①電壓表測燈的電壓，則電壓表a接線柱為負(fù)接柱，只將電壓表的a點接線改接到c點時，則電流從電壓表負(fù)接線柱流入了；
②燈正常發(fā)光時，測定值電阻的電壓為U額 ， 在滑片位置不動的情況下，測出R0兩端的電壓為U0 ， 由歐姆定律，此時通過R0的電流：
I0= ，
根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過燈的額定電流：
I=I0= ，故燈的額定功率：
PL=ULIL=U額× ；③在實驗操作中，因電壓表選用0﹣3V的量程，既要測燈的額定電壓，又要測R0的電壓，故定值電阻R0的最大電壓不能超過3V，因燈正常工作時的電流IL=0.3A，由歐姆定律I= ，故R0的最大阻值不能超過：
R0大= = =10Ω．
所以答案是：（1）如上圖左所示；（2）如上圖右所示；（3）0.75；0.2；（3）①測量R0電壓時，電壓表正負(fù)接線柱接反了；②U額× ；③10．
【考點精析】通過靈活運用歐姆定律及其應(yīng)用，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）即可以解答此題．