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．

(l)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，电压表示数如图乙所示，为______V；此时要测量小灯泡的额定功率，应持滑片P向 _________（选填“左”或“右”）端移动，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;

(4)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I_额，定值电阻的阻值为R₀．实验步骤如下，请补充完整：

① _________________  ；

②闭合开关S、S₁，断开开关S₂．记下此时电流表的示数为I；

③小灯泡的额定功率的表达式为P_额=________ ．

Answer

断路 2.2 右 0.75 闭合开关S、S2，断开开关S1．调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I额 P额=R0（I－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，因此电路故障为灯泡断路；

(3)[3][4]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，电压为2.2V。要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，就要减小变阻器的电压，根据分压原理，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下的电流为0.3A

P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W

(5)[6][7]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I1＝I额；

②闭合开关S、S1,断开开关S2，记录下此时电流表的示数为I；

③算出小灯泡的额定功率．定值电阻R0的电流为

I0＝I−I额

定值电阻R0的电压为

U＝I0R0＝(I−I额)R0

因为灯泡两端的电压等于定值电阻的电压，所以灯泡的额定电压功率为

P额＝U0I额＝R0(I−I额)I额