Question

【题目】“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡电阻约为10Ω，电流表（0﹣0.6A0﹣3A）。电压表（0﹣3V，0﹣15V），开关和若干导线。

（1）若小明设计电路如图甲所示的部分电路，用笔画线代替导线将图甲的实验电路图线连接完整；

（____）

闭合开关小明发现电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他此时应该将变阻器的滑片P向_____端移动。小明将实验中收集的数据及现象填入表格中，可得小灯泡的额定功率是_____W。

序号	电压/V	电流/A	亮暗情况
1	1	0.16	暗
2	1.5	0.22	较亮
3	2.5	0.28	亮

（2）分析表中数据及现象，得到结论：同﹣规格的小灯泡亮度与_____有关。

（3）实验结束后，他与同学们还进行了讨论和交流：

①小红同学认为把灯泡换成定值电阻，该实验可以用来“探究导体中的电流与电压的关系”。大家对这种说法进行了肯定。

②小刚发现电压表损坏了，老师告诉他已经没有电压表可换了，而给了他一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关。小刚重新设计了如图丙所示的电路，在不改变该实验电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率。正确连接电路后，接下来的实验步骤是：

A．闭合开关S、S1与a相接，调节滑片P，使电流表示数2.5V

B．保持滑动变阻器滑片位置不变，S1按b，记下电流表的示数I。

C．小灯泡额定功率的表达式P＝_____。（用已知量和已测出的物理量的符号表示）

Answer 1

【答案】 B 0.7 灯的实际功率 2.5V×（I﹣I1）

【解析】

（1）电流表与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：

灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；

由表中数据，灯在额定电压下的电流为0.28A，故小灯泡的额定功率是：

P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；

（2）根据表中数据，第1、2次实验的功率为0.16W和0.33W、0.7W，故分析析表中数据及现象，得到结论：同一规格的小灯泡亮度与灯的实际功率有关；

（3）②A．闭合开关S、S1与a相接，并调节滑片P，使电流表示数I1＝；

B．保持滑动变阻器滑片位置不变、S1接b，记下电流表的示数I；

C、在A中，灯泡与定值电阻并联后与滑动变阻器串联，电流表测量定值电阻中的电流，因电流表示数I1＝，由欧姆定律，R0的电压为2.5V，根据并联电路电压的规律，此时灯泡的电压也为2.5V，正常发光；

在B中，此时灯泡与定值电阻并联后与滑动变阻器串联，电流表测量干路电流，因电路连接关系没有改变，各电阻电压和电流不都没有改变，故通过电阻的电流大小不变，根据并联电路电流的规律，则小灯泡的额定电流为：IL＝I﹣I1，

小灯泡额定功率的表达式：

P＝ULIL＝2.5V×（I﹣I1）。