Question

【題目】在“測(cè)量小燈泡的額定功率”試驗(yàn)中，燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣，電源電壓恒定。

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將如圖中的實(shí)物電路連接完整。

（_____）

（2）在移動(dòng)變阻器滑片的過程中，眼睛應(yīng)注視的_____表的示數(shù)，直至燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖所示，則燈泡的額定功率為_____W．小華進(jìn)行了四次測(cè)量，并將有關(guān)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在表格中。實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：小燈泡的實(shí)際電功率_____，燈泡越亮。

次數(shù)	電壓 U/V	電流 I/A	實(shí)際電功率 P/W	小燈泡亮度
1	0.5	0.12	0.06	不亮
2	1.5	0.20	0.30	偏暗
3	2.5	0.40		正常
4	2.8	0.45	1.26	更亮

（3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小聰向老師要了一個(gè)已知阻值為R0的電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，也測(cè)出了燈泡的額定功率。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：

①閉合開關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)_____（選填“1”或“2”），移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為_____V；

②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)_____（選填“1”或“2”），保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)U；

③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝_____（用已知量和測(cè)量量表示）。

（4）小紅在小聰?shù)膶?shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上只把電壓表換成電流表同樣也測(cè)出了小燈泡的電功率，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出小紅設(shè)計(jì)的電路圖

（_____）

Answer 1

【答案】 電壓 1 越大 2 2.5 1

【解析】

（1）根據(jù)燈的額定電壓為2.5V確定電壓表的量程，變阻器一上一下連接；
（2）燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)電流表選用小量程確定分度值讀數(shù)，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（3）要測(cè)燈的額定功率，首先使燈正常發(fā)光，先將電壓表與燈并聯(lián)，通過移動(dòng)滑片的位置，使燈的電壓為額定電壓；保持滑片位置不動(dòng)，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電壓表測(cè)燈與定值電阻的電壓，因此時(shí)各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，可求出此時(shí)定值電阻的電壓，由歐姆定律可求出燈的額定電流，根據(jù)P=UI可求出燈的額定功率；
（4）要測(cè)燈的額定功率，應(yīng)先使燈正常發(fā)光，在沒有電壓表的情況下，電流表與定值電阻R應(yīng)起到電壓表的測(cè)量作用，故將R0與電流表串聯(lián)后再與燈并聯(lián)，通過移動(dòng)變阻器的滑片使電流表示數(shù)為時(shí)，由歐姆定律和并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓為2.5V，燈正常發(fā)光；保持滑片位置不變，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電流表測(cè)燈與R0并聯(lián)的總電流，因電路的連接關(guān)系沒有改變，各電阻的大小和通過的電流不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出燈的額定電流，根據(jù)P=UI寫出燈的額定功率的表達(dá)式。

（1）燈的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，變阻器按一上一下接入電路中與燈串聯(lián)，如下圖所示；

（2）燈在額定電壓下正常發(fā)光，在移動(dòng)變阻器滑片的過程中，眼睛應(yīng)注視的電壓表的示數(shù)，直至燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.4A，則燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.4A=1.0W；小華進(jìn)行了四次測(cè)量，由表中數(shù)據(jù)可知小燈泡的實(shí)際電功率越大，燈泡越亮；

（3）①閉合開關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn) 2，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V；

②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn) 1，保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)U；

③在①中燈正常發(fā)光，在②中，電壓表測(cè)燈與定值電阻的總電壓，因此此時(shí)各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻的電壓：U0=U-2.5V，由歐姆定律可求出定值電阻的電流，即燈的額定電流；，燈泡額定功率的表達(dá)式為：；

（4）根據(jù)分析，小紅設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示：

測(cè)量步驟：①閉合開關(guān)S和S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電流表示數(shù)為：；

②斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)為I2；

③通過燈泡的電流：，則燈泡L的額定功率：。