Question

小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，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）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用_____（选填“A”或“B”）

A．“10Ω 5A”的滑动变阻器

B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是_____。

（3）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像（如图乙所示），分析图像可知：小灯泡的额定功率为_____W。

（4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为U_额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R₀，请你完成下面实验步骤：

①_____（填写S、S₁、S₂的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为_____；

②_____（填写S、S₁、S₂的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U₁；

③灯泡额定功率的表达式为P_额＝_____。

Answer

B 小灯泡断路 0.625 闭合开关S、S1 U﹣U额 闭合开关S、S2

【解析】

第一空．灯泡正常工作时电流为：

IL＝＝≈0.2A。

测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：

U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，

由I＝可得滑动变阻器电阻为：

R滑＝＝＝17.5Ω，

所以应选规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器。故选B。

第二空．闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的。电流表无示数，说明电路存在断路；而电压表示数有示数，说明与电压表并联的灯泡断路。

第三空．根据图乙知，当电压为额定电压U＝2.5V时，电流I＝0.25A，则小灯泡的额定功率为：

P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W。

第四空、第五空、第六空、第七空．小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率。根据实验原理P＝UI，该灯泡的额定电压已知，只需测出通过灯泡的电流即可计算功率。但电流表已经坏，所以本实验借助阻值为R0的定值电阻，使该定值电阻与灯泡串联，通过测量定值电阻两端电压来计算通过定值电阻的电流，该电流即通过灯泡的电流。所以，结合他设计电路图，实验步骤如下：

①闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U﹣U额；

②闭合开关S、S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出电压表示数为U1；

③通过灯泡的电流：

I＝IR0＝，

灯泡的额定功率的表达式为：

P额＝U额I＝U额×＝。