Question

在“测定小电灯电功率的实验中”小灯泡额定电压为2. 5V、电压恒定为4V的电源以及其它相关器材按图甲连接电路，进行实验。

（1）图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图，图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。

（______）

（2）连接电路时，开关应_______.电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡处______（选填“短路”或“断路”）；

（3）移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙）为______V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向_______（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2. 5V。

（4）在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据，并正确画出曲线，如图丙所示。由图可知该小灯泡的额定功率为_______W。

（5）若电流表损坏了，小华利用余下的实验器材，增加了一个阻值为10Ω定值电阻R₁、电阻箱R₂，来测量小灯泡的额定功率。如图A，B是她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. A方案不能，B方案能                D. A方案能，B方案不能

Answer

断开 断路 1.5 A 0.75 C

【解析】

(1)[1]原电路中，灯与变阻器并联后错误的与电流表并联，且电压表串联在电路中，而电流表应与灯和变阻器串联，电压表与应灯并联，故改正后如下：

(2)[2]闭合开关前，为保护电路，开关要断开；

[3]若小灯泡处短路，灯不发光，电流表有示数，电压表无示数，不符合题意；若灯泡断路，则小灯泡不亮，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，符合题意，故出现这一故障的原因可能是小灯泡处断路；

(3)[4]由图知道，电压表用的是0～3V量程，分度值为0.1V，此时的示数为1.5V；

[5]要使灯泡正常工作，灯泡两端电压应从1.5V增大到2.5V，电路中电流要增大，总电阻要减小，即滑动变阻器的电阻要减小，所以，滑片应向A端移动，使电压表的示数为2.5V；

(4)[6]由图丙所示I-U图象知道，灯泡额定电压U=2.5V所对应的电流是I=0.3A，所以，灯泡的额定功率是：

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

(5)[7] A方案中，R1 、小灯泡、变阻器三者串联，电源电压为4.5V（3节新干电池），当灯正常发光时（其电流为0.3A），10Ω定值电阻R1 的电压是：

U1 =IL R1=0.3A×10Ω=3V，

根据串联电路电压的规律，灯与定值电阻的总电压是：

2.5V+3V=5.5V＞4.5V，

所以，灯不可能正常发光，故丙方案不能测出小灯泡的额定功率。

B方案中，电源电压为4.5V，当S接1时，灯泡和变阻器串联，电压表测变阻器的电压；由串联电路电压的规律，当电压表示数是

U滑=U-UL =4.5V-2.5V=2V

时，灯泡正常发光，开关接2时，可通过调节电阻箱的阻值使得电压表示数仍为2V，则灯泡正常发光时的阻值等于电阻箱的阻值（等效法），根据可以测出小灯泡的额定功率；所以，A方案不可行，B方案能测出小灯泡的额定功率，故C正确。