Question

小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R₁和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R₂各一个，导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；

（_____）

（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为_____（选填“R₁”或“R₂”）的滑动变阻器；

（3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是_____；

（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U﹣I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为_____W．分析乙中图象发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是_____；

（5）小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R₀，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图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_____。

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 灯泡（或电压表）短路 0.625 小灯泡的电阻受温度的影响 B

【解析】

（1）根据灯的额定电压为2.5V确定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确定电流表要选用小量程与灯串联；

（2）灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A，根据串联电路的特点和欧姆定律求出变阻器的阻值至少为多大，确定选择滑动变阻器的规格；

（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，根据小灯泡始终不发光，电压表无示数，电路只有一处故障，分析故障原因；

（4）由图像可找出灯泡电压为2.5V时的电流，根据求出灯泡的额定功率；灯泡电阻是变化的，原因是受温度的影响；

（5）开关S接“a”、“b”各一次，根据电路图，确定能否使小灯泡正常发光，若不能，则无法测量小灯泡的额定电功率。

（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：，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：，由欧姆定律，变阻器的阻值至少为：，所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A”；

（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）由图像可知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率：；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。

故答案为：（1）如上图所示；（2）R2；（3）灯泡（或电压表）短路 （4）0.625； 小灯泡的电阻受温度的影响；（5）B。