Question

（10分）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压恒为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω.

（1）小明接好如图甲所示的部分电路．在电路中还有两根导线还没连好，请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求变阻器的滑片在A端时电阻最大）．

开关试触时，若发现电流表无示数，电压表示数较大，其故障原因可能是 ．

（3）排除故障，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，他应该把滑动变阻器的滑片向 （A/B）移动．

（4）小明将实验中收集的数据及现象填入表中，可得灯泡的额定功率为 W．

（5）分析表中数据及现象，得到的结论应是同一规格的小灯泡发光亮度与 （额定功率/实际功率）有关．

（6）实验结束后，他与同学们还进行了讨论和交流：

①小红同学认为该实验可以用来“探究导体中的电流与电压的关系”，小华则认为必须把灯泡换成定值电阻才行，大家通过讨论肯定了 的说法．

②小强发现电压表损坏了，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．小强重新设计了如图丙所示的电路．在不改变该电路连接的情况下，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I1= ；

B．保持 ， ，记下电流表的示数I2;

C．小灯泡额定功率的表达式P= ．（用已知和测量的物理量的符号表示）

Answer 1

（1）如下图

（2）灯泡的灯丝断了；（3）B；（4）0.7；（5）实际功率；（6）①小华；②2. 5/R0、滑片P的位置不变、S1与b相连、2.5（I2-2.5/ R0）

【解析】

试题分析：（1）由电压表的电流要“+”进“-”出和要求变阻器的滑片在A端时电阻最大可知，灯泡的左端与滑动变阻器的“B”接线柱相连，右端与电压表的“3”接线柱相连．

开关试触时，若发现电流表无示数，电压表示数较大，说明电压表串联到电路中，与电压表并联的灯泡断路，其故障原因可能是灯泡的灯丝断了．

（3）排除故障，闭合开关．电压表示数如图乙所示为2V，小于灯泡的额定电压2.5V，为了测出小灯泡的额定功率，他应该把滑动变阻器的滑片向B移动，以减小滑动变阻器接入电路的阻值．

（4）由收集的数据及现象可知，灯泡正常发光时的电流为0.28A，可得灯泡的额定功率为P0=U0I0=2.5V×0.28A=0.7W．

（5）分析表中数据及现象可知，灯泡越亮，消耗的电功率越大。即同一规格的小灯泡发光亮度与实际功率有关．

（6）实验结束后，他与同学们还进行了讨论和交流：

①“探究导体中的电流与电压的关系”时，应控制电阻不变，但灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化，所以，必须把灯泡换成定值电阻才行．

②小强是利用并联电路中的电流和电压的特点来来测量小灯泡的额定功率。在不改变该电路连接的情况下，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，使小灯泡和电阻并联，并且使它们两端的电压为2.5V，即使电流表示数I1=2. 5/R0；

B．保持滑片P的位置不变，S1与b相连，记下电流表的示数I2，即为干路电流；则小灯泡正常发光的电流为（I2-2.5/ R0）；

C．小灯泡额定功率的表达式P=2.5（I2-2.5/ R0）。

考点：电路故障分析；测量小灯泡的电功率；电路设计