Question

【题目】小明在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用小灯泡上标有“2.5V”字样，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样．

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接．（要求：滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变亮；连线不得交叉）
（2）闭合开关，通过移动滑片P记录了多组数据如下表，请在图乙中，描点作出I﹣U的关系图线 ， 则小灯泡的额定功率为 W，旋转学生电源旋钮，使电源电压为3V；闭合开关，调节滑片P使滑动变阻器的阻值为10Ω，此时小灯泡的实际功率是 W

序号	1	2	3	4	5
电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
电流I/A	0.12	0.20	0.24	0.28	0.30

（3）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小虎选用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计了图丙所示的电路，实验方案如下：旋转学生电源旋钮，使电源电压为7V；调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为小灯泡额定电压U额；保持滑片P位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，测量R0两端的电压U0 ．
①小虎的设计方案操作中存在的问题是：
②纠正操作错误之后，测出R0两端的电压为U0 ， 则小灯泡的额定功率可表示为：P额（用R0和所测量的符号表示）
③所选用定值电阻R0的阻值不得超过Ω．

Answer 1

【答案】
（1）

解：如下图所示：

（2）；0.75；0.2
（3）解：测量R0电压时，电压表正负接线柱接反了；U额× ；10
【解析】（1）小灯泡上标有“2.5V”字样，灯的额定电压为2.5 V，电压表选用小量程与灯并联，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，小灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，即滑片右边电阻丝连入电路中，
；（2）根据表中数据，用描点法作图，用平滑的曲线连接起来，如上右图所示：
由表中数据知，灯在额定电压下的电流为0.3A，则灯的额定功率：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
电源电压为3V，变阻器连入电路中的电阻为10Ω，因灯与变阻器串联，根据串联电路的规律，通过各处的电流都相等，由表中数据知，只有灯的电压为U2=1.0V，通过的电流为I2=0.2A时，根据欧姆定律：变阻器的电压：
U滑=I2R滑=0.2A×10Ω=2V，
电源总电压=U滑+U2=1V+2V=3V，符合串联电路的规律，故此时小灯泡的实际功率P实=U2I2=1V×0.2A=0.2W；（3）①电压表测灯的电压，则电压表a接线柱为负接柱，只将电压表的a点接线改接到c点时，则电流从电压表负接线柱流入了；
②灯正常发光时，测定值电阻的电压为U额 ， 在滑片位置不动的情况下，测出R0两端的电压为U0 ， 由欧姆定律，此时通过R0的电流：
I0= ，
根据串联电路电流的规律，通过灯的额定电流：
I=I0= ，故灯的额定功率：
PL=ULIL=U额× ；③在实验操作中，因电压表选用0﹣3V的量程，既要测灯的额定电压，又要测R0的电压，故定值电阻R0的最大电压不能超过3V，因灯正常工作时的电流IL=0.3A，由欧姆定律I= ，故R0的最大阻值不能超过：
R0大= = =10Ω．
所以答案是：（1）如上图左所示；（2）如上图右所示；（3）0.75；0.2；（3）①测量R0电压时，电压表正负接线柱接反了；②U额× ；③10．
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用，掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）即可以解答此题．