Question

某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）如图甲是小明同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错误的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）

（____________）

 

（2）小李同学连接好电路，同组的小王检查后，认为连接无误，但闭合开关后小灯泡不亮．他接下来合理的操作是先______，再根据现象，______或检查灯泡和灯座等元件的接触是否良好 。（选填下列步骤前的字母）

A．断开开关S

B．调节滑动变阻器，观察灯泡是否能发光  

C．观察电流表的示数是否为零，判断电路是否断路

（3）小明确认电路连接无误后，按正确的操作闭合开关记录了第一组数据，然后通过实验依次填写了其他实验数据如表所示，①小明同学设计的实验记录表格错误的地方是______，②根据表中数据，算出小灯泡的额定功率为______W，③进一步分析实验数据，可判断小灯泡接入电路前，灯丝阻值的可能范围是______，滑动变阻器的最大阻值为______.

序号	1	2	3	4	5
电压表示数/V	1.0	2.0	2.5	3.0	6.0
电流表示数/A	0.2	0.22	0.25	0.26	0
灯泡的亮度	不亮	微亮	亮	很亮	突然熄灭
灯泡功率/W
平均功率/W

（4）小王实验时发现电压表损坏了，老师告诉他已经没有电压表可换，而给了他一个已知阻值为R₀的定值电阻和若干个开关，小王重新设计了如图乙所示的电路，测量小灯泡的额定功率，请你帮他在图中AB和CD间选择填上电流表和开关S₂的元件符号，AB间填_____CD间填_______

并补全实验步骤。

①按照电路图正确连接电路。

②断开开关S₃，闭合开关S₁、S₂，调节滑动变阻器，使得电流表读数为______，即灯泡正常发光。

③保持滑片位置不动，断开开关S₂，闭合开关S₁、S₃，记下电流表的读数为I，则测得小灯泡额定功率的表达式为P=______ （用U_额、R₀和I表达）。

Answer

C B 平均功率 0.625 0﹤R﹤5Ω（或小于5Ω） 25Ω 开关S2 电流表 U额（I-）

【解析】

(1)[1]原电路中，电压表串联在电路中是错误的，电压表与灯并联，电流表与灯串联，如图所示：

(2)[2][3]闭合开关，灯泡不亮，可能是电路存在断路或灯泡短路或电路电流太小、灯泡功率太小不足以引起灯泡发光而造成的，灯泡不亮，应先观察电流表，看电流表是否有示数，看电路是否存在断路，如果电流表无示数，先检查灯泡与灯座接触是否良好，如果电流表有示数，应调节滑动变阻器滑片，看灯泡是否发光；

(3)①[4]不同电压下灯泡功率不同，求功率的平均值错误的，设计灯泡的“平均功率”一栏是错误的；

②[5]由表中数据可知灯泡2.5V时，通过它的电流是0.25A，灯泡的额定功率

PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W；

③[6]由表中数据可知，第1次灯泡两端的电压是1.0V，通过它的电流是0.2A，灯泡的电阻

RL==5Ω，

因为灯泡电阻随温度升高而增大，所以第1次情况下灯泡电阻大于其未接入电路时的电阻即小灯泡接入电路前，灯丝阻值范围为

0＜RL＜5Ω；

[7]由第5次数据可知，灯泡突然熄灭，由于灯泡的功率太大，温度较高，将灯泡的灯丝烧断，此时电压表串联在电路中，电压表的示数是6V，说明电源电压是6V；变阻器处于最大值处，此时电路中电流最小，由表中数据可知，此时灯泡两端电压为1V，电路中电流0.2A，由串联电路特点和欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值：

R滑最大==25Ω；

(4)[8][9]要测量小灯泡的功率，需测量出小灯泡两端的电压和通过它电流，没有电压表，由欧姆定律可知用电流表和电阻R0代替电压表，由并联电路电压的特点可知CD间的元件与电阻R0串联，可以和灯泡L并联，所以CD间是电流表，AB间是开关S2，如图所示：

②[10]断开开关S3，闭合开关S1、S2，此时灯泡与电阻并联，它们两端电压相等，调节滑动变阻器，当灯泡两端电压等于其额定电压时灯泡正常发光，此时电流表示数：

IR0=；

③[11]保持滑片位置不动，断开开关S2，闭合开关S1、S3，此时灯泡与电阻并联，电流表测干路电流，电流表的读数为I，通过灯泡的电流

IL=I-IR0=I-，

小灯泡额定功率的表达式为：

P=U额IL=U额×（I-）。