Question

在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω。

（1）在图甲中，有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

（________）

（2）闭合开关后小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表有较大的示数，经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了_____（选填“短路”或“断路”）。

（3）移动滑片P到某一位置时电压表如图乙所示，为_____V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_____（选填“左”或“右”）端移动。

（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I—U图像，由图像可计算出小灯泡的额定功率是_____W。

（5）完成上述测量后，不用电压表，用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为，定值电阻的阻值为，实验步骤如下。请补充完整：

①_____；

②闭合开关S、，断开开关，记下此时电流表的读数为；

③小灯泡的额定功率的表达式_____。

Answer

断路 2.2 右 0.75 闭合开关S、S2，调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表示数I=I额 P额=R0(−I额)I额

【解析】

(1)[1]灯泡正常发光时的电流

I===0.3125A

所以电流表选用小量程，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，如下图所示：

(2)[2]电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为小灯泡发生了断路。

(3)[3]电压表使用0∼3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压表示数为2.2V。

[4]要使灯泡正常工作，灯泡两端电压须从2.2V增大到2.5V，就要减小变阻器两端的电压，根据串联电路分压原理，滑动变阻器连入电路中的电阻要减小，滑片向右端移动，使电压表的示数为2.5V。

(4)[5]从图象得知，灯泡在2.5V下正常工作的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W

(5)[6]①闭合开关S、S2，调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表示数I=I额，此时灯泡正常发光；②闭合开关S、S1，断开开关S2，记录下此时电流表的示数为I1，即测出了干路电流。

[7]根据并联电路电流规律可得，定值电阻R0的电流为

I0=−I额

定值电阻R0两端的电压为

=I0R0=(−I额)R0

因为灯泡两端的电压等于定值电阻的电压，所以灯泡的额定功率为

P额=U0I额=R0(−I额)I额