Question

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）用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑片向左滑动时变阻器阻值变小）．

（3）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 _____________________．

（4）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．

（5）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

B 连接电路时开关未断开 小灯断路 0.52 2V/R0 2V（I-2V/R0）

【解析】

灯泡正常发光时，滑动变阻器的电压：

U滑=U-UL=6V-2V=4V，

根据分压原理得：

故选择B规格的滑动变阻器．

滑片向左滑动时，变阻器阻值变小，所以将滑动变阻器左下接线柱连入电路中．

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连接电路时开关未断开．出现上述故障的原因可能是灯泡断路．此时电流表示数如乙所示

I=0.26A，

所以

P额=U额I=2.0V×0.26A=0.52W。

①灯泡L与R0并联，根据并联电路的电压关系，首先调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为，此时灯泡两端电压为其额定电压。

②再将开关S2拨到触点“2”，保持滑片的位置不动，电流表测干路的电流，电流表示数为I，则通过小灯泡的电流为：

，

③灯泡额定功率的表达式：

。