Question

【题目】小铁和小岭在测量额定电压是2.5V小灯泡电功率的实验中：

（1）为完成实验，请在图甲中画出伏安法测小灯泡电功率的电路图________。

（2）若开关闭合后，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡发光较暗且亮度一直不变，则故障是_______。

（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为______A，小灯泡此时的电功率为______W。若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______（填“左”或“右”）移动（按照所画的电路图填），直到电压表示数为 ___________V为止。

（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表及对应电压表的示数，并画出图丙所示的I-U图像，从图像可算出小灯泡的额定功率为_______W。

（5）两人继续调节滑动变阻器的过程中，小灯泡突然熄灭，电压表示数__________（填“变大”、“变小”或“不变”)，经检查发现灯丝烧断。

（6）两人实验完毕后，又重新选择实验器材，不用电压表就测出了I额=0.3A的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丁所示，请将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒定且未知，滑动变阻器的最大阻值为30Ω）。

①将滑动变阻器的电阻调到最大，开关S1闭合，S2_______（填“闭合”或“断开”）读出电流表的示数为0.2A，则电源电压为__________V；

②开关S1闭合，S2________（填“闭合”或“断开”），调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为________A时，小灯泡正常发光；

③开关S1 、S2均闭合，滑动变阻器的滑片_________，读出电流表的示数为0.4A；

④小灯泡的额定功率P额=___________W。

Answer 1

【答案】 略 滑动变阻器都接在了下面两个接线柱 0.22 0.44 左或右 2.5 0.625 变大 闭合 6 断开 0.3 保持不动 0.45

【解析】（1）伏安法测小灯泡电功率的实验原理是：P=UI；伏安法测电阻的实验电路图如图所示；

（2）由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，所以在闭合开关前，应将滑

片移至最右端，使其阻值最大；当将滑动变阻器的下方两个接线柱接入电路时，电路中的电流太小，灯泡发光较暗，并且滑动变阻器失去调节灯泡两端的作用；

（3）电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值是0.02A，指针指在0.2A后第1个小格上，因此示数为0.2A+0.02A=0.22A，小灯泡的实际功率为：P=UI=2V×0.22A=0.44W，要测定灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于其额定电压，此时应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，使电压表的示数为2.5V；

（4）由图丙所示I-U图象可知，灯泡额定电压U=2.5V所对应的电流I=0.25A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；

（5）实验中小灯泡的灯丝突然被烧断，则灯泡两端的电压约等于电源电压，电压

表的示数变大；

（6）①将滑动变阻器的电阻调到最大，开关S1闭合，S2闭合，灯泡被短路，读出电流表的示数为0.2A，由U=IR滑知道电源电压U=0.2A×30Ω=6V ；

②开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器与灯泡串联，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流0.3A时，小灯泡正常发光；

③开关S1 、S2均闭合，滑动变阻器的滑片保持不变，读出电流表的示数为0.4A；此时滑动变阻器的阻值是R滑=6V/0.4A=15Ω，由串联电路的特点知道灯泡的电阻是R灯=U/I额-R滑=5Ω，

④小灯泡的额定功率P额=I2R灯=0.45W。