Question

【题目】在测量小灯泡的电阻的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）小明按图甲连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮，电流表有示数，电压表无示数。则故障原因可能是小灯泡_____（选填“短路”或“断路”）

（2）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为_____A。

（3）接着调节滑动变阻器滑片，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，算出对应的电阻值，找出电阻随温度的变化规律。

（4）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额．请完成下列实验步骤：

①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；

②接着_____；

③调节R1的滑片调至最左端，记下电压表示数U1；将R1的滑片调至最右端，记下电压表示数为U2，小灯泡额定功率的表达式：P＝_____（用R0、U额，U1、U2表示）

Answer 1

【答案】短路 0.3 保持变阻器R1的滑片位置不动，断开S1闭合S2，移动变阻器R2使电压表不变 （U1﹣U2）

【解析】

（1）若小灯泡短路，灯不亮，电路为通路，电流表有示数，电压表没有示数，符合题意；

若小灯泡断路，则电压表串联在电路中，电流表没有示数，电压表与电源连通测电源电压（不变）有示数，不符合题意；

则故障原因可能是小灯泡短路；

（2）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，为0.3A；

（4）①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；

②接着，保持变阻器R1的滑片位置不动，再断开S1闭合S2，移动变阻器R2使电压表不变；

根据等效替代的方法，此时R2＝RL；

③将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，

在③中，将R1的滑片P调至最左端，R1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R1的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R2的电压，

根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：=，

解得，R2＝R1﹣﹣﹣﹣﹣①；

小灯泡额定功率的表达式：

P＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，

由①②得：

P＝（U1﹣U2）。