Question

小華、小軍同學做“測量小燈泡電功率”的實驗（小燈泡標有“2.5V”字樣）．
（1）如圖甲所示，是小華所連接的不完整實驗電路，請你用筆畫線代替導線，將缺少的一根導線接好．
（2）小華將電路接好后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數(shù)較大．接下來應進行的操作是

C

．（填寫字母代號）
A．更換電池或小燈泡           B．檢查電路是否短路
C．斷開開關，移動滑動變阻器滑片至最大值位置
（3）小軍更換電源又做了一次試驗，實驗過程中，當電壓表示數(shù)為

2.5

V時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，該燈泡額定功率為

0.75

W．

實驗次數(shù)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	燈泡亮度
1	1	0.2	較暗
2	2.5		正常發(fā)光
3	6	0	不發(fā)光

（4）分析表中實驗數(shù)據(jù)可知，小軍所用電源電壓約為

6

V．
（5）若小軍手邊有“1.5A  50Ω”和“2.0A  20Ω”兩種規(guī)格的滑動變阻器，上面實驗中他選用的滑動變阻器規(guī)格為

1.5A 50Ω

．
（6）圖中的電源電壓U保持不變，小燈泡的額定電壓為U₀，且U＞U₀，定值電阻的阻值為R．在不改變電路連接的情況下，能測出小燈泡額定功率的是（　　）

Answer 1

分析：（1）做“測量小燈泡電功率”的實驗時，需要將電源、開關、燈泡、滑動變阻器、電流表串聯(lián)，將電壓表與小燈泡并聯(lián)；
（2）小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數(shù)較大，說明小燈泡兩端電壓太高，電路中電流太大，需要移動滑動變阻器調節(jié)；
（3）①根據(jù)燈泡上的標注的電壓確定額定電壓；
②電流表的讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少；
③根據(jù)P=UI計算額定功率；
（4）第一次實驗燈泡較暗，電流表有示數(shù)，但是太小，電路電流小，電路總電阻太大，滑動變阻器連入電路的阻值太大，要使燈泡發(fā)光，增大電路電流，調節(jié)滑動變阻器的滑片，減小滑動變阻器連入電路的電阻；當滑動變阻器連入電路的電阻減小到一定值時，電路電流增大，燈泡電壓增大，超過燈泡的額定電壓，燒斷燈絲，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測電源電壓；
（5）根據(jù)第一次實驗時，U₁=1V，I₁=0.2A，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得滑動變阻器兩端的電壓U_R=U-U₁，再利用R=

U

I

可求得此時滑動變阻器的阻值，然后即可做出選擇；
（6）小燈泡的額定功率等于額定電壓和額定電流的乘積，小燈泡的額定電壓U₀已知，關鍵是測出額定電流．可以不考慮S₁和滑動變電阻的作用，假設都是閉合狀態(tài)，分別分析每個電路的開關及電流表和電壓表的關系，看哪一個電路圖能測量出燈泡的額定電流．

解答：解：（1）電壓表測小燈泡兩端的電壓，所以電壓表應并在燈泡兩端，故答案為：

（2）小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數(shù)較大，說明小燈泡兩端電壓太高，電路中電流太大，原因是滑動變阻器沒移到阻值最大處，按要求應先斷開開關再移滑片，故選C；
（3）①由小燈泡標有“2.5V”字樣可知，小燈泡額定電壓為2.5V，即小燈泡在2.5V電壓下正常工作；
②由乙圖可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，偏轉的格數(shù)為15格，則電流表示數(shù)為0.02A×15=0.3A；
③小燈額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）①第一次實驗燈泡較暗，是因為滑動變阻器連入電路電阻較大，使電路總電阻較大，電路電流很小，不能使燈泡發(fā)光．這時調節(jié)滑動變阻器滑片，減小電路總電阻，增大電路電流，使燈泡發(fā)光．
②當電路電流增大到一定程度，燈泡電壓增大，超過燈泡的額定電壓時，燈泡的燈絲被燒斷，電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓，所以電源電壓為6V；
（5）由表中數(shù)據(jù)可知，第一次實驗時，U₁=1V，I₁=0.2A，滑動變阻器兩端的電壓U_R=U-U₁=6V-1V=5V．
此時滑動變阻器的阻值R=

UR

I

=

5V

0.2A

=25Ω，顯然“2.0A 20Ω”規(guī)格的滑動變阻器不可以，所以他選用的滑動變阻器規(guī)格為1.5A 50Ω；
（6）A、S₂閉合S₃斷開時，電流表把燈泡短路，燈泡不發(fā)光；S₂斷開S₃閉合時，電流表把電阻短路；兩個都閉合或斷開時，電流表均無示數(shù)．測不出燈泡的額定電流，該電路圖不能選；
B、S₂閉合S₃斷開，電壓表測電燈兩端的電壓，其上端為正極、下端為負極；
S₃閉合S₂斷開，電壓表測定值電阻R兩端的電壓，其上端為負極，下端為正極；
電壓表的兩次接線方法相反，在不改變電路連接方式的情況下，無法進行測量，故不合題意；
C、開關處于1的位置，電壓表測量的是燈泡和電阻串聯(lián)后的兩端電壓U；
開關處于2的位置，電壓表測量的是燈泡的兩端電壓U₀，則小燈泡的電流為I=

U-U0

R

，小燈泡的額定功率表達式是P=U₀I=

U-U0

R

?U₀，故可選；
D、開關處于1的位置，電流表把燈泡和電阻短路，電流表測量滑動電阻的電流；
開關處于2的位置，電流表把小燈泡短路，測量的是通過電阻的電流．測不出燈泡的額定電流，該電路圖不能選．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）C；
（3）2.5；0.75；
（4）6；
（5）“1.5A   50”；
（6）C．

點評：本題綜合性較強，即考查了電路圖的連接，又考查了電功率的計算和實驗器材的選擇，已知條件都包含在表格中，需要學生從表格中搜尋信息，這是關鍵．本題形式新穎，有一定難度，屬于難題．