Question

1．如圖所示1，是小明的實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)量小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)中連接的一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路，所用小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣．

（1）請(qǐng)指出電路連接中的兩個(gè)不當(dāng)之處：①滑動(dòng)變阻器接了下面的兩個(gè)接線柱；②電壓表選擇的量程太大．
（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，他接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是C
A．更換小燈泡 B．檢查電路是否斷路 C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（3）電路正常后，他們分別測(cè)出了小燈泡的幾組電壓和電流值．記錄如下：

電壓（v）	2.0	2.5	2.8
電流（A）	0.20	0.24	0.26

①小燈泡正常工作時(shí)的功率大小為0.6W；
②通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小燈泡的電阻是變化的，其原因是：小燈泡發(fā)光時(shí)，溫度升高造成電阻變化．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)不用電流表測(cè)定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電路如圖所示2．其中R₀為阻值已知的定值電阻（阻值適當(dāng)），S₂為一個(gè)單刀雙擲開關(guān)（符號(hào)為：），請(qǐng)你將他們的實(shí)驗(yàn)過程補(bǔ)充完整，并寫出相應(yīng)的表達(dá)式．
實(shí)驗(yàn)步驟：①按圖連接電路，閉合S₁，S₂接1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；②保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)為U；③燈泡額定功率的表達(dá)式P_額=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路中；根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表的量程；
（2）燈泡實(shí)際功率太小時(shí)，燈泡不發(fā)光，可以移動(dòng)滑片減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，觀察燈泡是否發(fā)光；
（3）①由表格中找燈泡額定電壓2.5V時(shí)的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡正常工作時(shí)的功率；
②從電阻大小的影響因素分析電阻變化的原因；
（4）由圖知，燈泡與定值電阻、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)組成電路，利用電壓表分別測(cè)出燈泡和定值電阻兩端電壓以及燈泡兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使燈泡兩端的電壓達(dá)到額定電壓，然后測(cè)出定值電阻和燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流的特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流即為燈泡的額定電流，利用P=UI表示出燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）由圖1知，滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面的兩個(gè)接線柱，這樣滑動(dòng)變阻器相當(dāng)于一個(gè)定值電阻接入電路中，不能起到調(diào)節(jié)燈泡電壓的作用；
由題知，燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表應(yīng)使用0-3V量程，而圖中電壓表使用0-15V量程，所選量程過大；
（2）閉合開關(guān)后，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，燈泡沒壞，也不是斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，下一步操作：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，即應(yīng)進(jìn)行C項(xiàng)操作；
（3）①由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)即電壓為2.5V時(shí)，通過燈泡的電流為0.24A，
所以可得燈泡正常工作時(shí)的功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
②小燈泡的電阻是變化的，其原因是燈泡電壓增大，電流增大，燈泡的功率增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻增大；
（4）由分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：①根據(jù)電路圖連接電路，閉合開關(guān)S₁、S₂接1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；
②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)U；
③通過燈泡的電流：I=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，
燈泡額定功率：P=U_額I=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）①滑動(dòng)變阻器接了下面的兩個(gè)接線柱；②電壓表選擇的量程太大；
（2）C；
（3）①0.6W  ②小燈泡發(fā)光時(shí)，溫度升高造成電阻變化；
（4）①按圖連接電路，閉合S₁，S₂接1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V；
②保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，S₂接2，讀出電壓表示數(shù)為U；
③$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)操作、求燈泡功率、燈絲電阻大小影響因素、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是本題的難點(diǎn)，知道實(shí)驗(yàn)原理、應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題．