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，电压为6V的电源，滑动变阻器有A规格：“10Ω 2A”、B规格：“30Ω 1A”可选．导线若干．

(1)本实验应该选择____（选填“A”或“B”）规格的滑动变阻器．

(2)小明在连接好电路的最后一根导线时，发现电压表指针立刻偏到最大刻度处，小灯泡却不亮，且电流表也没有示数，上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是____，出现上述故障的原因可能是____．

(3)排除故障后，小明发现他很幸运，电压表并没有因此而损坏．小明便开始进行测量，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，则该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“1”，移动滑片，使电流表的示数为____；

②再将开关S2拨到触点“2”，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 连接电路时，开关未断开 灯泡断路 0.52 2.0V/Ro 2.0V (I-2.0V/Ro)

【解析】（1）灯泡正常发光时的电流约为：I=U/R=2V/8Ω=0.25A，灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值：R=U滑/I=UUL/I=6V2V/0.25A=16Ω，则滑动变阻器应选B

（2）连接好电路的最后一根导线时，电压表指针立刻偏到最大刻度处，说明连接电路时没有断开开关；小灯泡不亮，可能电路存在断路或灯泡发生短路，电流表没有示数，说明电路存在断路，电压表指针指到最大刻度处，说明电压表与电源两端相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的灯泡断路

（3）由图示电流表可知，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=UI=2V×0.26A=0.52W．

（4）①闭合开关S1 ，将S2 拨到触点“1”，此时电流表测定值电阻电流，要使灯泡正常发光，灯泡两端电压应为额定电压2V，此时定值电阻两端电压也是2V，要移动滑片，使电流表的示数为I=U/R0=2V/R0；

②再将开关S2 拨到触点“2”，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 =U额 I额 =2V×（I-2V/R0）