Question

在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。

(1)如图甲是小明测定灯泡额定功率的实物图（不完整）；

①为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用_____（填符号）。

A．“10Ω0.5A”的滑动变阻器                B．“50Ω0.5A”的滑动变阻器

②请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整，要求：滑片向左移时灯泡变暗，连线不得交叉；

（________）

(2)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_____。

(3)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，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是_____V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“A”或“B”）端移动。

(4)根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙所示），分析图象可知：①小灯泡的额定功率为_____W；②小灯泡灯丝电阻是变化的，主要是受_____变化的影响；

(5)完成上述实验后，小明进行了反思，如果刚才电表被损坏了，能不能换成其他的实验器材来完成实验呢，经过思考，小明打算增加一个阻值为10Ω的电阻R₀，只利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率。方案一、二是小明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．方案一能，方案二不能            D．方案一不能，方案二能

Answer

B 连接电路时未断开开关 灯泡断路 2.2 B 0.5 温度 D

【解析】

本题考查测量小灯额定功率的实验，根据功率，欧姆定律等规律分析求解。

(1)①[1]由题可知，小灯泡正常发光时的电流约为

此时滑动变阻器接入的电阻约为

所以需用 “50Ω0.5A”的滑动变阻器。

故选B。

②[2]有题意可知，滑片向左移时灯泡变暗，即滑片向左移时，滑动变阻器的电阻变大，所以应接滑动变阻B接线柱，电路中的最大电流小于0.6A，所以电流表接0.6A接线柱，连接电路如下图所示：

(2)[3]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，说明连接电路时没有断开开关，所以不规范之处是连接电路时没有断开开关。

[4]有题意可知，电压表有示数，而电流表没有示数，灯泡不亮，说明与电压表并联的电路断路，所以故障可能是灯泡断路。

(3)[5][6]由图可知电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，所以电压表的示数为2.2V。此时电压低于小灯泡的额定电压，所以滑动变阻器阻值应向小调，即滑动变阻器的滑片向B端移动。

(4)[7]有图像可知小灯泡在额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，所以小灯泡的额定功率为0.5W。

[8]小灯泡的电阻是变化的，主要是温度对电阻的影响。

(5)[9]由图可知，方案一中，灯泡的电阻与定值电阻阻值不同，当开关接a和接b时灯泡的电阻与定值电阻两端的电压不同，所以不能当开关接a时测量的电流与定值电阻所求得的电压等效为灯泡的电压，所以不能得知小灯泡是否正常发光，方案一不可行。

方案二中，先让开关S接a，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡电压达到额定电压，灯泡正常发光，然后让开关S接b，测量此时灯泡和定值电阻的总电压，可得定值电阻的电压，进一步通过欧姆定律可知通过小灯泡的电流，计算出小灯泡的额定功率。所以方案二可行。

故选D。