Question

【題目】圖甲是小明同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)電路（燈泡額定電壓U額=2.5V）。

（1）小明所接的實(shí)驗(yàn)電路存在連接錯(cuò)誤，但只需改動(dòng)一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確，請(qǐng)你在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線上打“ × "，并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線畫(huà)出正確的接法。

（_______________）

（2）電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是_________。

A.更換小燈泡 B.檢查開(kāi)關(guān)是否閉合

C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片 D.檢查電壓表是否斷路

（3）正確操作后，小燈泡發(fā)光， 這時(shí)電壓表的示數(shù)為2V，則應(yīng)向________移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到______時(shí)為止，此時(shí)電流表的示數(shù)（如圖乙所示）為 ______A，則小燈泡的額定功率為______W。

（4）小明還想換一種方法測(cè)定該小燈泡的額定功率，于是向老師要了一個(gè)R0=10Ω的定值電阻和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，借助原有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路。請(qǐng)你根據(jù)他設(shè)計(jì)的電路，寫(xiě)出主要的實(shí)驗(yàn)步驟，并根據(jù)已知量（小燈泡的額定電壓用U額表示、定值電阻R0的阻值用R0表示） 和測(cè)量寫(xiě)出小燈泡額定功率的表達(dá)式。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①將開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)，讀出電壓表示數(shù)U，即電源電壓。

②將開(kāi)關(guān)S1閉合，S2接________，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直到電壓表示數(shù)為________。

③將開(kāi)關(guān)S1閉合， S2接b，讀出此時(shí)的電壓表示數(shù)U ' 。小燈泡的額定功率P額=________________。

Answer 1

【答案】 C 右 電壓表的示數(shù)為2.5V 0.3 0.75 a U額 U額×

【解析】

(1)[1]原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中，而電流表與燈并聯(lián)了是錯(cuò)誤的；電壓表與燈并聯(lián)，電流表與燈串聯(lián)，如下圖所示：

(2)[2]電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)且很小，說(shuō)明電路為通路，電路中的電阻較大，接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，故選C；

(3)[3][4]燈在額定電壓下正常發(fā)光，示數(shù)為2V小于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向右移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為額定電壓2.5V，

[5][6]圖乙中，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，則小燈泡的額定功率為：

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

(4)①將開(kāi)關(guān)S1閉合，開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)，P滑到最左端，讀出電壓表示數(shù)U；

②[7][8]再將S2與接線柱a接通，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為U額；

③[9]S2與接線柱b接通，滑動(dòng)變阻器滑片不變，讀出電壓表示數(shù)U′；

在③中，R0與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓，由歐姆定律可知，通過(guò)根據(jù)R0的電流大小為：

I0=，

串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，變阻器連入電路中的電阻：

R滑= ------①

在②中，燈與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，通過(guò)變阻器的電流：

I變=-----②，

由①②得，

I變=，

根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，燈的額定電流：

I額=I變= ，

則小燈泡的額定功率：

P額=U額×。