Question

小明做“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R₁“10Ω  1A”和R₂“50Ω  0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线将图甲中实物电路图连接完整。

（_________）

（2）为了能够顺利完成实验探究，他应选用滑动变阻器_____________（选填“R₁”或“R₂”）

（3）正确连接电路后，闭合开关，若小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是____________________。

（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，得到多组电压值和电流值，小灯泡U—I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为______W。小灯泡正常发光的电阻为_________Ω，由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是____________________________________________。

（5）小明打算利用一个阻值为10Ω的定值电阻R₀，只利用一只电表，通过图中操作单刀双掷开关（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率。如图丙、丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是___________（填字母）。

A．两种方案都能                        B．两种方案都不能

C．丙方案能，丁方案不能                D．丙方案不能，丁方案能

Answer

R2 小灯泡短路 0.625 10 灯丝温度（或小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大） B

【解析】

(1)灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，灯丝电阻约为10Ω

由欧姆定律，灯泡正常发光时电路中电流约为：

I═= =0.25A，所以电流表要选用小量程与灯串联，如下所示：

(2)灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A，根据串联电路电流的特点，电路中电流处处相等，变阻器应分去的电压：

U变=6V−2.5V=3.5V，由欧姆定律，变阻器的阻值至少为：

R变═==14Ω>10Ω，所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω0.5A”，即R2；

(3)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路为通路,发现小灯泡始终不发光,电压表无示数,若电路只有一处故障,故障原因是灯泡(或电压表)短路了；

(4)由图象可知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率：

P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；

小灯泡正常发光的电阻为：

R===10Ω;

灯泡电阻是变化的，原因是受温度的影响；

(5)图丙中,无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,此方案不能测定小灯泡的额定电功率;图丁中,R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯的额定电功率，故选B。