Question

（8分）在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω—15Ω

之间。所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（50Ω  1A）

一个，导线若干。

（1）如图甲所示是小明没有连接完的实物电路，请用笔画线代替导线将实物图补充完整。

（2）闭合开关前，图甲图中的滑片P应位于        （选填“左”或“右”）端；闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是          （写出一种即可）。

（3）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3 A时，电压表的示数如图乙所示，读数为       V，小灯泡的额定功率为         W。

（4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了另一个额定电流为I_e的小灯泡额定功率。她设计了如图丙所示电路图，请你帮她完成实验步骤并写出额定功率的表达式。 实验步骤：

①按图连接电路，然后只闭合开关S₁，移动滑片P，使电流表的示数为I_e 。

②再闭合开关S₂ ，                                              。

③小灯泡的额定功率的表达式：P_额＝        。（用字母表示，可能用到的物理量有：已知的电源电压U、灯泡的额定电流I_e、滑动变阻器的最大阻值R₀和实验中测得的物理量）

（5）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为2V，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于          Ω。

Answer

（1）如图：

（2）右 灯泡接触不良（或灯丝断了） （3）4 1.2 （4） 读出电流表示数为I1 Ie（U-IeU/I1）（或UIe-Ie2U/I1） （5）25

【解析】

试题分析：（1）根据欧姆定律可知，小灯泡的额定电压介于至之间，所以电压表的量程应选，如下图所示：

（2）开关闭合前，滑片应放在阻值最大位置，即图中的右端；闭合开关，移动滑片，灯不亮，电流表无示数，电压表有示数，说明通过电压表有电流，即电源正极---开关---电流表---滑动变阻器---电压表---电源负极这是一条通路，所以故障是灯泡断路；

（3）图示电压表的示数为4V，小灯泡的额定功率为；

（4）只闭合开关S1时，滑动变阻器与灯串联，调节滑片，使电流表的示数等于小灯泡的额定电流，此时灯泡正常发光，它两端电压为额定电压；再闭合S2，灯泡被短路，电路中只有滑动变阻器，记下电流表的示数I1，则滑动变阻器的阻值为，只闭合S1时灯泡两端的电压为，这就是小灯泡的额定电压，所以小灯泡的额定功率为；

（5）定值电阻两端电压保持2V不变，则滑动变阻器两端电压为4V，当滑动变阻器全部接入电路时阻值为50欧，根据串联电路的分压公式得：，，所以定值电阻的阻值不能超过25欧。

【考点定位】电学实验