Question

【题目】一只小灯泡的额定电压为2.0V，正常发光时的电阻约为8Ω．小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：一个电压表、一个电流表、一个开关，电源：电压为6V的A规格，电压为3V的B规格可选，滑动变阻器规格10Ω 2A，导线若干．

（1）为保证实验顺利进行，本实验应该选择_______（选填“A”或“B”）规格的电源

（2）请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑片向左滑动时变阻器阻值变小）______．

（3）小明调节滑动变阻器滑片位置直到电压表读数为2.0V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定电流为_____A，小灯泡的额定功率为_____W。

（4）完成上述实验后，小明进行了反思，如果刚才电压表被损坏了，能不能换成其他的实验器材来完成实验呢，经过思考，他用了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率，请完成下列实验步骤：

①闭合开关S1，将S2拨到触点“____”，移动滑片，使电流表的示数为_____（用R0表示）；

②再将开关S2拨到另一触点，保持滑片的位置不动，读出电流表的示数I；

③灯泡额定功率的表达式为P额=___________．（用已知量和测量量表示）

Answer 1

【答案】 B 略 0.26A 0.52W 1 2V/R0 2V（I-2V/R0）

【解析】（1）已知小灯泡的额定电压为2.0V，正常发光时的电阻约为8Ω，要想测量这个小灯泡的额定功率，需将小灯泡与滑动变阻器串联，灯泡正常发光时滑动变阻器的电压：U滑=U-UL=U-2V，根据串联分压原理： ，即

若电源电压为6V，可得滑动变阻器连入电路的阻值R滑=16Ω＞10Ω，故不可行。

若电源电压为3V，滑动变阻器连入电路的阻值R滑=4Ω＜10Ω，满足条件，

所以，本实验应该选择电压为3V的电源，即B规格的电源。

（2）根据实验要求，电压表应并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.0V，正常发光时的电阻约为8Ω，根据欧姆定律可得， ，所以电流表应选择0~0.6A量程，滑片向左滑动时变阻器阻值变小，故应将滑动变阻器左下接线柱连入电路中，连图如下：

（3）由图乙电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A，灯泡额定功率：P=U额I额=2V×0.26A=0.52W。

（4）①闭合开关S1，将S2拨到触点“1”，移动滑片，使电流表示数为.

②再将开关S2拨到另一触点，保持滑片的位置不动，读出电流表的示数I；

③在①中，当电流表示数为，定值电阻R0两端的电压为2V，根据并联电路的电压关系，小灯泡两端的电压为额定电压2V，此时小灯泡正常发光。

在②中，电流表测干路的电流，因为电路的连接方式没有改变，各用电器的电阻和电压均不发生改变，通过定值电阻R0的电流不变，因此可得通过小灯泡的额定电流，小灯泡额定功率的表达式为：