Question

【题目】在测量小灯泡的电阻的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）为了测量更精确。电压表应选择的量程是0﹣_______（选填“3”或“15”）V。

（2）小明按图甲连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮，电流表有示数，电压表无示数。则故障原因可能是小灯泡_______（选填“短路”或“断路”）

（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为_______A。

（4）接着调节滑动变阻器滑片，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，小灯泡变暗直至完全不发光，测量数据如下表所示。

综合分析可知，实验中滑动变阻器的滑片逐渐向_______（选填“左”或“右“）端滑动：随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变_______（选填“大”或“小”）。

（5）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阳器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额．请完成下列实验步骤：

①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；

②接着_______；

③调节R1的滑片调至最左端，记下电压表示数U1；将R1的滑片调至最右端，记下电压表示数为U2，小灯泡额定功率的表达式：P=_______（用R0、U额，U1、U2表示）

Answer 1

【答案】 3 短路 0.3 左 小 保持变阻器R1的滑片位置不动，断开S1闭合S2，移动变阻器R2使电压表不变 （U1﹣U2）

【解析】

（1）灯的额定电压为3V，故为了测量更精确电压表应选择的量程是0﹣3V。

（2）若小灯泡短路，灯不亮，电路为通路，电流表有示数，电压表没有示数，符合题意；

若小灯泡断路，则电压表串联在电路中，电流表没有示数，电压表与电源连通测电源电压有示数，不符合题意；

所以故障原因可能是小灯泡短路；

（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，读数为0.3A；

（4）根据表中数据，电路中的电流越来越小，由欧姆定律，电路的总电阻越来越大，故实验中滑动变阻器的滑片逐渐向左端滑动；

根据由欧姆定律的变形式，计算灯的电阻分别为8.3Ω、8.1Ω、7.1Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣2.0Ω，所以随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变小；

（5）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阳器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额．请完成下列实验步骤：

①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；

②接着，保持变阻器R1的滑片位置不动，再断开S1闭合S2，移动变阻器R2使电压表示数不变；

根据等效替代的原理知，此时R2=RL；

③将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，

在③中，将R1的滑片P调至最左端，R1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R1的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R2的电压，

根据串联电路电流相等和欧姆定律可得：，

解得，；

根据得小灯泡额定功率的表达式：

。