Question

【题目】某小组测量小灯泡的电功率，小灯泡额定电压为 2.5V，电源电压恒定不变，有规格为“10Ω 2A”和“20Ω 2A”的滑动变阻器各一个。

次数	电压表示数/V	电流表示数/A	电功率/W	亮度
1	2.5	0.30		较亮
2	3	0.32	0.96	很亮
3	2	0.26	0.52	稍亮

（1）如图甲所示，选用“10Ω 2A”规格的滑动变阻器进行实验。连接电路时，需将滑动变阻 器的滑片 P 置于_____（填A 或B）端，接着用开关迅速试触，灯泡发光，电压表示数如 图乙，此时灯泡两端电压为_____V．为了使灯泡正常发光，接下来的操作是：_____。

（2）实验中收集信息如上表，则小灯泡额定功率为_____W。

（3）完成上述实验后，小明又利用上述器材重新设计电路（增加 了一个滑动变阻器 R2，其最大阻值为 R0）如图丙，测量另一个小灯 泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为 I1．请完成实验步骤。

①只闭合开关_____，调节 R2，使电流表示数为 I1；

②只闭合开关_____，调节_____，使电流表的示数仍为 I1；

③接着将 R2 的滑片 P 调至最左端，记下电流表示数为 I2．；再将 R2 的滑片 P 调至最右端，记 下电流表示数为 I3．则该小灯泡额定功率的表达式 P 额=_____（用 R0、I1、I2、I3 表示）。

Answer 1

【答案】A 2.8 断开开关，将滑动变阻器改换为“20Ω2A”，调节滑动变阻器在滑 片使电压表的示数仍为 2.5V 0.75 S1 S2 滑动变阻器R1 的滑片

【解析】

（1）闭合开关前滑动变阻器的阻值最大，可起到保护电路的作用；确定电压表的量程和分度值，从图中得到电压表的示数；在额定电压下灯泡的功率为额定功率，根据题意与电路图判断滑片的移动方向；
（2）由表格，读出电流表示数，然后由P=UI求出灯泡的额定功率；
（3）根据P=I2R，要测灯的额定功率，测灯正常工作时的电阻是关键，先使灯正常发光，再利用等效替代法，将灯的电阻转化为测量R1的电阻，根据欧姆定律，据此确定操作步骤。

（1）由闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于A端，使滑动变阻器的阻值最大，其目的是为了保护电路；由图乙可知，电压表量程0～3V，分度值0.1V，电压表示数为2.8V，大于灯泡的额定电压，为测灯泡的额定电压，根据串联电路的分压原理可知，应向右移动滑片，使电压表示数等于灯泡额定电压2.5V，而此时滑动变阻器在阻值最大处，故应断开开关，用“20Ω2A”替换“10Ω 2A”的滑动变阻器，并调节滑片P到接入电路的阻值最大处；闭合开关，调节滑片P，直至观察到电压表示数为2.5V；

（2）由表格可知，电流表示数为0.3A，此时灯泡正常发光，即灯泡两端电压U=2.5V，所以灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

（3）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：

①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1；

②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为I1；根据欧姆定律可知变阻器R1的电阻即为灯正常发光时的电阻；

根据等效替代法，则小灯泡正常发光的电阻与变阻器R1此时的电阻相同；

为测量出此时变阻器R1的电阻，故应将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；则电源电压为：U=I2R1；将 R2 的滑片 P 调至最右端，记 下电流表示数为 I3，电源电压U=I3（R1+R0）根据电源电压不变可知：I2R1=I3（R1+R0）；则，小灯泡的额定功率。