Question

【題目】在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V（正常發(fā)光時電阻約為8Ω）。標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動變阻器。

甲 乙 丙

（1）小明在連接實驗電路時還有導(dǎo)線未接上，如圖甲所示，請用筆畫線代替導(dǎo)線把圖甲中的電路連接好（導(dǎo)線不得交叉）____________。

（2）電路正確連接后，閉合開關(guān)，移動滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，則故障可能是_______。

（3）實驗時，要使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為_______V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，那么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，小明選用一個R0=5Ω的電阻，設(shè)計了如圖丙的電路及實驗方案：①調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為額定電壓；②保持滑片位置不變，只將電壓表的a點接線改接到c點，測出R0兩端的電壓U0，通過計算得到小燈泡的額定功率。（電源電壓為兩節(jié)新干電池）指出他的設(shè)計方案中存在的兩個問題：

問題一：_______；問題二：_______。

Answer 1

【答案】 見解析所示 燈泡斷路 2.5 0.75 電壓表正負(fù)接線柱接反了 R0阻值太大，燈泡兩端電壓無法調(diào)到2.5V

【解析】（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以連接電壓表的“3V”接線柱到小燈泡的右端或滑動變阻器的左上接線柱即可，則電壓表測量小燈泡的電壓，如圖。

（2）電路正確連接后，閉合開關(guān)，移動滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路中存在斷路性故障，而電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表兩端到電源兩端是通的，所以故障是與電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚瑒t可能是燈泡斷路。

（3）實驗時，要使小燈泡正常發(fā)光，則應(yīng)使小燈泡兩端電壓為額定電壓，所以應(yīng)移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表使用小量程，分度值為0.02A，讀數(shù)為0.3A，小燈泡的額定功率是：

。

（4）分析丙圖的實驗方案，第二步中只將電壓表的a點接線改接到c點，電壓表的正負(fù)接線柱是反的，不能正確測量R0兩端的電壓；

其次，小燈泡正常發(fā)光時電流為0.3A，所以此時若當(dāng)R0與燈串聯(lián)時，R0兩端的電壓應(yīng)為：

，則電源電壓最小為：，而兩節(jié)干電池的電壓為3V左右，所以實際實驗時因為 R0阻值太大，燈泡兩端電壓無法調(diào)到2.5V。