Question

【題目】“測小燈泡額定電功率”的實驗中，提供的器材有：電壓恒為4.5V的電源，額定電壓為2.5V的待測小燈泡電阻約為10Ω，電流表（0﹣0.6A0﹣3A）。電壓表（0﹣3V，0﹣15V），開關(guān)和若干導(dǎo)線。

（1）若小明設(shè)計電路如圖甲所示的部分電路，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲的實驗電路圖線連接完整；

（____）

閉合開關(guān)小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示，為了測出小燈泡的額定功率，他此時應(yīng)該將變阻器的滑片P向_____端移動。小明將實驗中收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象填入表格中，可得小燈泡的額定功率是_____W。

序號	電壓/V	電流/A	亮暗情況
1	1	0.16	暗
2	1.5	0.22	較亮
3	2.5	0.28	亮

（2）分析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，得到結(jié)論：同﹣規(guī)格的小燈泡亮度與_____有關(guān)。

（3）實驗結(jié)束后，他與同學(xué)們還進(jìn)行了討論和交流：

①小紅同學(xué)認(rèn)為把燈泡換成定值電阻，該實驗可以用來“探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”。大家對這種說法進(jìn)行了肯定。

②小剛發(fā)現(xiàn)電壓表損壞了，老師告訴他已經(jīng)沒有電壓表可換了，而給了他一個已知阻值為R0的定值電阻和一個單刀雙擲開關(guān)。小剛重新設(shè)計了如圖丙所示的電路，在不改變該實驗電路連接的情況下，也能正確測出小燈泡的額定功率。正確連接電路后，接下來的實驗步驟是：

A．閉合開關(guān)S、S1與a相接，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表示數(shù)2.5V

B．保持滑動變阻器滑片位置不變，S1按b，記下電流表的示數(shù)I。

C．小燈泡額定功率的表達(dá)式P＝_____。（用已知量和已測出的物理量的符號表示）

Answer 1

【答案】 B 0.7 燈的實際功率 2.5V×（I﹣I1）

【解析】

（1）電流表與燈串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，如下所示：

燈在額定電壓下正常發(fā)光，圖中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，小于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向B端移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓2.5V；

由表中數(shù)據(jù)，燈在額定電壓下的電流為0.28A，故小燈泡的額定功率是：

P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，第1、2次實驗的功率為0.16W和0.33W、0.7W，故分析析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，得到結(jié)論：同一規(guī)格的小燈泡亮度與燈的實際功率有關(guān)；

（3）②A．閉合開關(guān)S、S1與a相接，并調(diào)節(jié)滑片P，使電流表示數(shù)I1＝；

B．保持滑動變阻器滑片位置不變、S1接b，記下電流表的示數(shù)I；

C、在A中，燈泡與定值電阻并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量定值電阻中的電流，因電流表示數(shù)I1＝，由歐姆定律，R0的電壓為2.5V，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時燈泡的電壓也為2.5V，正常發(fā)光；

在B中，此時燈泡與定值電阻并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量干路電流，因電路連接關(guān)系沒有改變，各電阻電壓和電流不都沒有改變，故通過電阻的電流大小不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，則小燈泡的額定電流為：IL＝I﹣I1，

小燈泡額定功率的表達(dá)式：

P＝ULIL＝2.5V×（I﹣I1）。