Question

【题目】在“测定小灯泡的电功率 ”实验中，电源电压为6 V，小灯泡L的额定电压为2.5 V，电阻大约为20 Ω，可供选用的滑动变阻器R1和R 2的最大阻值分别为20 Ω、40 Ω，实验电路如下图（1）所示。

（1）请用笔画线代替导线将电路图（1）连接完整，要求向左移动滑片时电压表示数变小；经过判断可知本实验应该选用的滑动变阻器是________（选填“R1”或“R 2”）。

（2）如上图（2）是根据实验数据绘成的图像。根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W；某同学误将电压表并联在滑动变阻器的两端，如下图（3）所示，他从滑片置于最右端时开始记录第1组数据，逐渐调节滑片测得多组数据并描绘出图像如图（4）所示。实际上小灯泡两端的电压太高会缩短灯泡的寿命，为使实验中小灯泡两端电压不超过3.5 V ,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为_______Ω（保留一位小数）。

（3）完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R 0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如上图（5）所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：

闭合开关S1 ，S 2与触点1接触，调节滑动变阻器，使电流表A的示数为_______；

_____________________，闭合开关S1 ，S 2与触点2接触，____________________；

灯泡的额定功率表达式=_____________（用已知量与测量量表示）。

Answer 1

【答案】 R2 0.5 13.9 保持滑动变阻器滑片位置不变；读出电流表示数为

【解析】（1）测定小灯泡的电功率实验中，应将电流表、灯泡和变阻器串联，滑片左移电压表示数变小，说明电路中电流变小，电阻变大，所以应将B接线接入电路中；
灯泡正常发光电流约为： ，所以电流表应使用0-0.6A量程．实物连接如图所示：

；

由串联电路特点和欧姆定律可得灯泡发光时变阻器连入电路的阻值： ，所以应选择滑动变阻器R2；
（2）灯泡电压等于其额定电压时正常发光，由图象知灯泡电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，所以灯泡的额定功率：P额=U额I=2.5V×0.2A=0.5W；为使实验中小灯泡两端电压不超过3.5V，根据串联电路的总电压等于串联的各分电压之和可得：滑动变阻器分得最小电压U滑最小=U-UL最大=6V-3.5V=2.5V，由图2可知：U滑=2.5V时，I最大=0.18A，根据欧姆定律得变阻器的最小阻值为： ；
（3）实验步骤：
①闭合开关S1，S2与触点1接触，调节滑动变阻器，使电流表A的示数为： ；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S1，S2与触点2接触，读出电流表示数为I；
③在步骤①中，灯与R0并联，电流表测R0的电流，移动滑片应使通过R0的电压：U0=I0R0=2.5V，此时灯泡正常发光，电流示数为： ；
在步骤②中，滑片位置不变，灯仍正常发光，电流表测灯与R0的总电流，所以通过灯泡的电流为： ；
所以灯泡的额定功率表达式．
故答案为：（1）见上图；R2；（2）0.5；13.9；（3）①；保持滑动变阻器滑片位置不变；读出电流表示数为I；③