Question

【题目】在“测定小灯泡的电功率”实验中，提供的器材如图，其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω。

（1）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用_____。

A．“10Ω2A” B．“20Ω2A”

（2）用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。

（____）

（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片 P，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，电流表有示数，若电路只有一处故障，则故障原因是_____。

（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片P，电压表的示数如图，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向_____（选填“A”或“B”）端移动。

（5）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象如图，分析图象可知：小灯泡的额定功率为_____W。

（6）完成上述实验后，小华在不使用电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图象，设计出了如图的电路，用于测定值电阻Rx的阻值，实验步骤如下：先闭合开关S，

①只闭合开关S1，_____，使电流表示数为I1，找出对应的电压值U1；

②_____，保持滑动变阻器滑片P的位置不变，记录电流表的示数I2，则：Rx=_____（用I1、I2、U1表示）。

Answer 1

【答案】B 见解析 小灯泡短路 B 0.625～0.65 移动滑动变阻器的滑片P 断开S1，闭合S2

【解析】

（1）由串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常发光时变阻器连入的阻值，从而确定变阻器的规格；（2）求出灯正常发光时的电流大小，确定电流表量程；（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，根据小灯泡始终不发光，电压表无示数分析电路故障；（4）灯在额定电压下正常发光，根据图乙电压表小量程读数，比较电压表示与额定电压大小，根据串联电路电压的规律和分压原理判断滑动变阻器的滑片移动方向；（5）①由图象读出灯泡电压为2.5V时的电流，由P=UI计算其额定功率；②灯的亮度由灯的实际功率决定；先使灯与电流表串联，通过调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1，根据图丙可知灯此时两端的电压，根据并联电器电压的特点，也就知道了待测电阻的电压；保持滑片位置不变，再通过开关的转换，在电路连接关系不变、各用电器的电压不变的前提下，使电流表测出待测电阻与灯并联的总电流I2，因通过灯的电流保持不变，根据并联电路电流的特点，所以在第2次操作中，通过待测电阻的电流大小II2-I1，则根据欧姆定律待测电阻大小可求．

(1)测量小灯泡的电功率实验中，L与滑动变阻器串联，电压表测L两端电压，电流表测电路中电流，由题知灯泡正常发光时电路中电流约为：I ≈0.25A,根据串联电路电流的特点,即为通过变阻器的电流大小,变阻器应分去的电压U变6V2.5V3.5V，变阻器阻值至少为：R变14Ω>10Ω，所以应选择滑动变阻器的规格为20Ω2A；(2)由(1)知，灯泡正常发光时电路中电流约为0.25A，所以电流表选用小量程，连接如下图所示：

(3)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是灯泡短路了；(4)电压表测量灯泡的电压，在图乙中电压表量程03V，分度值0.1V，由图知电压表示数为2.2V，即灯泡两端的电压为2.2V，小于灯的额定电压，要使灯泡两端电压增大到2.5V，应减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，滑片向B端移动；(5)①由图象可知，当灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；②实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，通过灯的电流小于0.1A，则灯的实际功率小于0.5V×0.1A=0.05W，远小于灯的额功率，小灯泡不发光；在上面的分析基础上步骤如下：1、只闭合开关S1,调节滑动变阻器的滑片使电流表为I1；2、开关S1断开、S2闭合，保持滑片的位置不变，记录电流表的示数I2；在1中,根据图可知,灯的电压为U1;在2中电流表测待测电阻与灯并联的总电阻,且因电路的连接关系没有改变,各用电器的电压不变,所以通过灯的电流仍为I1,所以在2中,通过待测电阻的电流大小为I2I1,所以待测电阻Rx.

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