Question

【題目】一只小燈泡的額定電壓為2.0V，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為8Ω．小明想測(cè)量這個(gè)小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表、一個(gè)開關(guān)，電壓為6V的電源，滑動(dòng)變阻器有A規(guī)格：“10Ω 2A”、B規(guī)格：“30Ω 1A”可選，導(dǎo)線若干。

（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該選擇規(guī)格_____（A/B）的滑動(dòng)變阻器。

（2）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示電路連接完整（要求滑片向左滑動(dòng)時(shí)燈變暗）。

（_________）

（3）小明在試觸時(shí)，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)，出現(xiàn)上述故障的原因可能是_____

A．燈泡與底座接觸不良 B．燈泡短路

C．變阻器滑片與電阻絲接觸不良 D．電源供電不足

（4）排除故障后，小明發(fā)現(xiàn)他很幸運(yùn)，電壓表并沒有因此而損壞。小明便開始進(jìn)行測(cè)量，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置直到電壓表讀數(shù)為2.0V，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則該小燈泡的額定功率為_____W。

（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明進(jìn)行了反思，如果剛才電壓表被損壞了，能不能換成其他的實(shí)驗(yàn)器材來完成實(shí)驗(yàn)?zāi)兀��?jīng)過思考，他用了一個(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，先將S2撥到觸點(diǎn)“_____”，移動(dòng)滑片，調(diào)節(jié)電流表的為合適示數(shù)I1；

②再將開關(guān)S2撥到另一觸點(diǎn)，保持滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)，讀出電流表的示數(shù)I2；

③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝_____。（用常量與所測(cè)量表示）

Answer 1

【答案】B A 0.52 1 2V×（I2-I1）

【解析】

（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為：I==0.25A，燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R==16Ω，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選B；

（2）由（1）知電流表的量程為0﹣0.6A；滑片向左滑動(dòng)時(shí)燈變暗，說明電阻變大，滑片接右下接線柱，把滑動(dòng)變阻器與電流表小量程串聯(lián)接入電路，實(shí)物電路圖如圖所示：

（3）連接好電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，電壓表指針立刻偏到最大刻度處，說明連接電路時(shí)沒有斷開開關(guān)；小燈泡不亮，電流表沒有示數(shù)，說明電路存在斷路，電壓表指針指到最大刻度處，說明電壓表與電源兩端相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路或接觸不良，故A正確；

（4）由圖示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.26A，燈泡額定功率：P=UI=2V×0.26A=0.52W；

（5）①閉合開關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)“1”，此時(shí)電流表測(cè)定值電阻電流，要使燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端電壓應(yīng)為額定電壓2V，此時(shí)定值電阻兩端電壓也是2V，所以要移動(dòng)滑片，使電流表的示數(shù)為：I1；

②再保持滑片的位置不動(dòng)，將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)“2”，讀出電流表的示數(shù)I2；

③在②中，因電路的連接關(guān)系沒有改變，各電阻的電壓不變，燈仍正常發(fā)光，通過定值電阻的電流保持不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過燈的電流：IL=I2-I1。燈泡額定功率的表達(dá)式為：P額=U額IL=2V×（I2-I1）。