Question

【題目】小明利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材“測(cè)定小燈泡的額定功率”，已知電源電壓恒為6V，小燈泡正常工作時(shí)的電壓為2.5V，電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω 2A”。

(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整___________ .

(2)正確連接電路后，用開關(guān)試觸，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表瞬間滿偏，電流表指針幾乎不動(dòng)，則電路的故障可能是__________.（電路只有一處故障），排除故障后，移動(dòng)滑片使小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為__________W.

(3)小華在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，算出了小燈泡的平均功率（如下表），你認(rèn)為這樣處理數(shù)據(jù)是__________(合理/不合理)的。

(4)下列描述小燈泡功率P隨滑動(dòng)變阻器阻值R變化情況的圖像中，正確的是__________.

(5)完成上述實(shí)驗(yàn)后，小華向老師要了一個(gè)已知阻值為R0的電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，也測(cè)出了燈泡的額定功率。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：

①閉合開關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)__________ (填“1”或“2”)，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為__________V；

②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)__________ (填“1”或“2”，保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)U；

③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=__________ (用已知量和測(cè)量量表示）。

Answer 1

【答案】 見解析所示 小燈泡斷路 0.75 不合理 B 2 2.5 1 2.5V（U-2.5V）/R0

【解析】1)由小燈泡額定電壓為“2.5V”，可選電壓表的量程為“03V”，滑動(dòng)變阻器要一上一下連接，小燈泡的右接線柱與滑動(dòng)變阻器的上接線柱連接，如下圖所示：

(2)電壓表并聯(lián)在燈的兩端有示數(shù)，而燈不亮，說明小燈泡的兩接線柱接觸不良或小燈泡與燈座接觸不良，即小燈泡斷路；電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表的示數(shù)I＝0.3A，燈泡的額定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；(3)燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，小華的說法是不合理的；小燈泡在不同實(shí)際電壓下的實(shí)際功率不同反映了小燈泡的明暗程度不同，求平均值沒意義；(4)小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),由公式可得,小燈泡功率P＝I2RL＝(URL+R)2RL，小燈泡的功率P隨滑動(dòng)變阻器阻值R增大時(shí)，電流減小，功率減小，利用數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)比圖可選B. (5)①閉合開關(guān)Sl,將S2撥到觸點(diǎn)2，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V；②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)1，保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)U，③燈泡額定功率表達(dá)式的推導(dǎo)過程：在第2次操作中，因電路的連接沒有改變，各用電器的電阻沒有變化，由分壓原理，各用電器的電壓沒有改變，所以此時(shí)燈泡仍正常發(fā)光；由于串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,定值電阻R0兩端的電壓為U定＝U2.5V,由歐姆定律可得,此時(shí)通過定值電阻的電流：I＝ ，根據(jù)串聯(lián)電路電流都相等，即為通過燈泡的電流；燈泡額定功率的表達(dá)式：P額＝U額I＝.