Question

在测量小灯泡的电功率的实验中，所用小灯泡的额定电流为0.3A，正常工作时灯丝的阻值在之间，所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V），开关各一个，滑动变阻器（50Ω 1A）一个，导线若干；

(1)如图甲所示是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整；

（________）

(2)闭合开关前，甲图中的滑片P应位于最_____（选填“左”或“右”）端，闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是_____（写出一种即可）；

(3)排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，读数为_____V，小灯泡的额定功率为_____W；

(4)小华没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，她也测出了另一个额定电流为I_额小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示电路图，请你帮她完成实验步骤并写出测定额定功率的表达式；

实验步骤：

①按图连接电路，然后只闭合开关S₁，移动滑片P，使电流表的示数为I_额；

②再闭合开关S₂，滑片P位置_____（填“动”或“不动”），记下电流表示数为I₁；

③小灯泡的额定功率的表达式为P_额=_____（用字母表示，可能用到的物理量有：已知的电源电压U，灯泡的额定电流I_额，变阻器的最大阻值R₀，和实验中测得的物理量）；

(5)小明同学又利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为2V，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能完成实验，更换的电阻阻值不能够大于_____Ω。

Answer

见解析 右 小灯泡断路 4 1.2 不动 25

【解析】

(1)[1]灯泡额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，则根据可知，灯泡额定电压在3V～4.5V间，故电压表应选0～15V量程，电压表与灯泡并联，电路图如图所示：

。

(2)[2]为了电路安全，开关闭合前滑片应滑到阻值最大值处，因此甲图中的滑片P应位于最右端。

[3]闭合开关，电流表无示数，说明电路是断路，小灯泡不发光，电压表有示数，说明与电压表并联的这部分电路断路了，即小灯泡断路。

(3)[4][5]电压表量程是0～15V，由图乙可知，电压表分度值是0.5V，电压表示数是4V；灯泡额定功率

灯泡额定功率是1.2W。

(4)②[6]再闭合开关S2，滑片P位置不动，记下电流表示数为I1；此时灯泡短路，所以变阻器的电压等于电源电压U，根据欧姆定律得，滑动变阻器接入电路的阻值

由此可知当只闭合开关S1时，滑动变阻器两端的电压

灯泡两端电压

③[7]小灯泡的额定功率的表达式

(5)[8]电源电压U=6V，电阻两端电压U定=2V，滑动变阻器分压

则根据串联电路的电流相同的特点得：，即

代入数据得

解得；因为滑动变阻器接入电路的阻值，所以更换的电阻阻值

更换的电阻阻值不能够大于25Ω。