Question

【題目】實驗課上，老師取來了電源、小燈泡、滑動變阻器、開關(guān)、電流表和電壓表各一個以及導線若干，然后讓同學們設(shè)計實驗來測量小燈泡的電功率。（小燈泡的額定電壓為2V）

（1）王琳同學設(shè)計了如圖甲所示的電路，請將圖乙中的實物電路按照圖甲所示的電路圖連接完整。

（2）王琳連接好電路后閉合開關(guān)，結(jié)果她發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表和電壓表也都沒有示數(shù)。造成該現(xiàn)象的原因可能是____________________________________________。

（3）排除故障后，王琳將滑動變阻器的滑片移到某一位置時，電壓表示數(shù)為1.6V，想要使小燈泡正常發(fā)光，則王琳應(yīng)將滑動變阻器的滑片向______________（選填“左”或“右”）移動；繼續(xù)移動滑動變阻器滑片，當小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為______________W，此時小燈泡燈絲的阻值為_____________Ω。

（4）李宏同學在做實驗時沒有使用電流表，反而多用了一個開關(guān)來測量小燈泡的額定功率。她設(shè)計了如圖丁所示電路，請你補全實驗步驟，并寫出小燈泡額定功率的表達式。

①只閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V，此時滑動變阻器的阻值為R；
②_________________________________________________________________________；

③小燈泡的額定功率表達式P=________________________。

Answer 1

【答案】 滑動變阻器斷路 左 0.4 、10 保持滑片P位置不變，閉合開關(guān)S1、S2，讀出電流表的示數(shù)U。 （2VU-4V2）/R

【解析】（1）電壓表并聯(lián)到燈泡的兩端，電流表、滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路中，電流從電表的正接線流入，負接線柱流出，滑動變阻器采用一上一下的接法，如圖：

；

（2）電流表示數(shù)為零，說明電路故障為斷路；電壓表示數(shù)為零，說明電壓表的正負接線柱不能與電源兩極相連，因此電路故障為滑動變阻器斷路；

（3）電壓表示數(shù)為1.5V，低于額定電壓，所以應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，將滑片向左端滑動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.20A，所以P=UI=2.0V×0.2A=0.4W；

燈絲的電阻為：R=U額/I=2V/0.20A=10Ω；

（4）實驗步驟：

①只閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V，此時滑動變阻器的阻值為R；

②保持滑片P位置不變，閉合開關(guān)S1、S2，讀出電流表的示數(shù)U；

③只閉合開關(guān)S1時，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，滑動變阻器兩端的電壓為：U'=U-2V；電路中的電流為：I=U′/R=U2V/R；小燈泡的額定功率表達式P=U額I=2V×U2V/R