Question

【題目】在“測量小燈泡電功率”的實驗中，待測小燈泡的額定電壓為2.5V（電阻約為10Ω），實驗室有如下器材∶電源（電壓恒為6V）、電流表（0~0.6A 0~3A）、電壓表（0~3V 0~15V）、開關(guān)各一個、導(dǎo)線若干、兩只外型相同的滑動變阻器∶R1（10Ω 2A）、R2（20Ω 1A）

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線在如圖甲中完成實物電路的連接（要求∶滑片向B端滑動時小燈泡變亮）；

（______）

(2)小越閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則電路中發(fā)生的故障可能是_____；

(3)在實驗過程中，小越看到電壓表示數(shù)為1.5V，要使燈泡L正常發(fā)光應(yīng)向____（選填“A”或“B”）端移動滑片；當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙，則小燈泡的額定功率是____W；若考慮到電壓表、電流表都不是理想電表，測出的小燈泡的額定功率比真實額定功率_____ （選填“偏大”或“偏小”）；

(4)根據(jù)上述描述可知，在實驗過程中，小越選擇的滑動變阻器是_______（選填“R1”或“R2”）；

(5)實驗中小越的電流表損壞了，于是她利用一個已知阻值為R0的定值電阻和若干個開關(guān)，重新設(shè)計了如圖所示的電路，測量小燈泡的額定功率。她的操作步驟如下∶

①按照電路圖正確連接電路；

②閉合開關(guān)S、S1，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使得電壓表讀數(shù)U0=2.5V，燈泡正常發(fā)光；

③保持滑片位置不動，閉合開關(guān)S、S2，斷開開關(guān)S1，記下電壓表的讀數(shù)為U1；

則小燈泡的額定功率P=__________（用U0、U1、R0表示）；

(6)同組的小霞發(fā)現(xiàn)還可借助實驗電路圖甲來探究“電流與電阻的關(guān)系”，于是，她將甲圖中的燈泡依次換成阻值為5Ω、15Ω、20Ω、30Ω的定值電阻，其余原件保持不變，電表量程可更換，為了能夠順利完成四次實驗，應(yīng)控制電壓表的示數(shù)范圍為______-____V。

Answer 1

【答案】 小燈泡短路 B 0.65 偏大 R2 3.6 5

【解析】

(1)[1]燈泡與滑動變阻器串聯(lián)在電路中，滑片向B端滑動時小燈泡變亮，即接入的電阻變小，實物電路連接如圖所示：

。

(2)[2]電流表有示數(shù)，說明電路是通的，電壓表無示數(shù)且小燈泡不發(fā)光，說明小燈泡發(fā)生短路。

(3)[3]電壓表示數(shù)為1.5V，小于燈泡的額定電壓，要使燈泡L正常發(fā)光應(yīng)向B端移動滑片，減小電路電阻，增大電路電流。

[4]當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙，電流表最大量程為0.6A，每小格表示0.02A，則讀數(shù)為0.26A，則小燈泡的額定功率是

[5]電壓表測量燈的電壓是準(zhǔn)確的，電壓表與燈并聯(lián)，電流表測量通過燈與電壓表的總電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，測出的電流偏大，根據(jù)P=UI求出的小燈泡的額定功率比真實額定功率偏大。

(4)[6]根據(jù)上述描述，電路電流為0.26A時，此時滑動變阻器接入的阻值為

即根據(jù)滑動變阻器最大阻值，應(yīng)選擇R2。

(5)[7]閉合開關(guān)S、S1，斷開開關(guān)S2，定值電阻R0與滑動變阻器、小燈泡串聯(lián)，電壓表測量燈泡兩端電壓；閉合開關(guān)S、S2，斷開開關(guān)S1，電壓表測量定值電阻R0與燈泡的兩端電壓，則小燈泡的額定電流為

則小燈泡的額定功率為

(6)[8][9]根據(jù)串聯(lián)電路電阻分壓特點，當(dāng)燈泡換成最大阻值為30Ω時，且滑動變阻器接入最大阻值時，此時電壓表示數(shù)最小，為

即為了能夠順利完成四次實驗，電壓表的示數(shù)最低應(yīng)為3.6 V；當(dāng)燈泡換成最小阻值為5Ω時，滑動變阻器允許通過電流為1A，則應(yīng)控制電阻兩端電壓最大為

即應(yīng)控制電壓表的示數(shù)范圍為3.6 V至5V。