Question

【题目】小明利用如图所示的实验器材“测定小灯泡的额定功率”，已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时的电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。

(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整___________ .

(2)正确连接电路后，用开关试触，发现灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，则电路的故障可能是__________.（电路只有一处故障），排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__________W.

(3)小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率（如下表），你认为这样处理数据是__________(合理/不合理)的。

(4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是__________.

(5)完成上述实验后，小华向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：

①闭合开关S1，将S2拨到触点__________ (填“1”或“2”)，移动滑片，使电压表的示数为__________V；

②再将开关S2拨到触点__________ (填“1”或“2”，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；

③灯泡额定功率的表达式为P额=__________ (用已知量和测量量表示）。

Answer 1

【答案】 见解析所示 小灯泡断路 0.75 不合理 B 2 2.5 1 2.5V（U-2.5V）/R0

【解析】1)由小灯泡额定电压为“2.5V”，可选电压表的量程为“03V”，滑动变阻器要一上一下连接，小灯泡的右接线柱与滑动变阻器的上接线柱连接，如下图所示：

(2)电压表并联在灯的两端有示数，而灯不亮，说明小灯泡的两接线柱接触不良或小灯泡与灯座接触不良，即小灯泡断路；电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表的示数I＝0.3A，灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；(3)灯泡在额定电压下的功率是额定功率，小华的说法是不合理的；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同反映了小灯泡的明暗程度不同，求平均值没意义；(4)小灯泡与滑动变阻器串联,由公式可得,小灯泡功率P＝I2RL＝(URL+R)2RL，小灯泡的功率P随滑动变阻器阻值R增大时，电流减小，功率减小，利用数学知识对比图可选B. (5)①闭合开关Sl,将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V；②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U，③灯泡额定功率表达式的推导过程：在第2次操作中，因电路的连接没有改变，各用电器的电阻没有变化，由分压原理，各用电器的电压没有改变，所以此时灯泡仍正常发光；由于串联电路两端电压等于各部分电压之和,定值电阻R0两端的电压为U定＝U2.5V,由欧姆定律可得,此时通过定值电阻的电流：I＝ ，根据串联电路电流都相等，即为通过灯泡的电流；灯泡额定功率的表达式：P额＝U额I＝.