Question

【题目】在“探究小灯泡的亮度与电功率的关系”的实验中，实验小组选取了一个标有“2.5V”的小灯泡和必要的实验器材，连接的实物电路如图甲所示。

（1）如图甲所示是小明同学连接的部分电路，请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动时，小灯泡变暗。

（________）

（2）电路连接正确后，闭合开关，小明发现电压表有明显示数，电流表指针几乎不动，小灯泡不发光，产生这一现象的原因可能是_____________。

（3）排除故障后，继续实验，调节滑片并把多次测量的电流和电压绘制成I—U图像，如图乙所示，根据图像可知，小灯泡正常发光时的电流为_____________A，额定功率为_____________W。

（4）请你为实验需要测量和计算的物理量及记录的现象，在方框内画出一个记录实验数据的表格。

（_______）

（5）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的位置不变，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和所测物理量的符号表示）

③所选用定值电阻R0的阻值不得超过_____________Ω。

Answer 1

【答案】 小灯泡断路 0.5 1.25

实验次数	灯泡两端的电压U/V	通过灯泡的电流I/A	灯泡的电功率P/W	灯泡的亮度
1
2
3

测量R0电压时，电压表的正负接线柱接反了 6

【解析】

第一空．因为要求滑动变阻器的滑片向右移动时，小灯泡变暗，即电流变小，电阻变大，所以，滑片以左电阻丝连入电路中，又因为灯的额定电压为2.5V，所以电压表选用小量程与灯并联，故电路如下所示：

第二空．电路连接正确后，闭合开关，小灯泡不发光，电流表指针几乎不动，说明电路可能断路；电压表有明显示数，说明电压表与电源连通，即与电压表并联的支路以外的电路是完好的；故产生这一现象的原因是小灯泡断路。

第三空．由图乙的I-U图象知道，小灯泡正常发光时，电压是2.5V，电流为0.5A，

第四空．由P=UI知道，灯的额定功率是：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；

第五空．根据实验目的和记录知道，表格内容包含灯泡的电压、通过的电流、电功率及灯的亮度（要分别记录灯在高于、等于、低于额定电压下发光情况），实验数据的表格如下所示：

实验次数	灯泡两端的电压U/V	通过灯泡的电流I/A	灯泡的电功率P/W	灯泡的亮度
1
2
3

第六空．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 的电流是：

根据串联电路电流的规律，通过灯的额定电流S ：

，
故灯的额定功率是：

；

③．在实验操作中，由于电压表选用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，又因为灯正常工作时的电流IL=0.5A，由欧姆定律知道， R0 的最大阻值不能超过：