Question

【題目】小明做“測小燈泡的電功率”實驗時，所用器材有：電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，標有“40Ω 1A” 的滑動變阻器以及符合實驗要求的電壓表、電流表、開關和導線。

(1)如圖甲所示是小明連接的實物電路，圖中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線___；

(2)小明改正錯誤后，閉合開關前應將滑片P置于最_____端； (選填“左”或“右”)

(3)小明通過移動滑片P，分別記下了多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成了如圖乙所示的U- I圖像，根據圖像提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是_____W；

(4)若實驗中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小明又用一個定值電阻R0接在原電路電流表的位置，設計了如圖丙所示的電路，然后調節滑動變阻器滑片使電壓表示數為2.5V，接著保持滑片位置不變，將電壓表的__________點(選填“a”或“b”)接線改接到c點，觀察并記錄電壓表示數U，則小燈泡的額定功率可表示為P額=_____；所選用的定值電阻R0的阻值不得超過___________Ω；

(5) [拓展]實驗結束后，小明保持其它器材不動，只將圖甲中的小燈泡換成定值電阻，來探究電流與電阻的關系，小明準備好的定值電阻有5Ω、10Ω、 15Ω、 20Ω。要完成這四次探究實驗，則定值電阻兩端電壓的取值范圍是____________。

Answer 1

【答案】 左 0.5 b 2.5 2V-3V

【解析】

(1)[1]如圖所示，電流表與燈泡并聯，電壓表串聯在電路中，是錯誤的，正確的連接方法是電流表與燈泡串聯，電壓表并聯在燈泡兩端，如圖示數

(2)[2]閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處，按圖中的接法，應該遠離右下接線柱，即左端。

(3)[3]由圖乙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時，通過的電流為0.2A，燈泡的額定功率

(4)[4][5]電壓表測燈泡兩端電壓，當燈泡兩端電壓為2.5V時，燈泡正常發光；接著保持滑片位置不變，將電壓表的b點接線改接到c點，觀察并記錄電壓表示數U，此時電壓表測燈泡與R0串聯的總電壓，根據串聯分壓的特點可得定值電阻R0兩端電壓

通過定值電阻的電流

根據串聯電路電流規律可知燈泡的額定電流

則燈泡的額定功率

[6]在實驗過程中，因為電壓表選用的量程是0~3V，既要測燈泡的額定電壓，也要測燈泡與R0串聯的總電壓，故定值電阻R0的最大電壓不能超過

由可得R0的最大阻值不能超過

(5)[7]因為電流表的量程是0~0.6A，所以電路中的最大電流是0.6A，當接入最小的電阻5Ω時，電壓表的示數即為允許的最大電壓

假設電壓表的最小示數為UV，根據串聯分壓的特點可得滑動變阻器兩端的電壓

根據串聯電路中，電壓的分配與電阻大小成正比的關系得

解得

所以要完成這四次探究實驗，則定值電阻兩端電壓的取值范圍是2~3V。