Question

【題目】用小燈泡研究電學(xué)規(guī)律的幾個(gè)實(shí)驗(yàn) .
（1）用圖甲所示的電路圖研究并聯(lián)電路電流的特點(diǎn) .

①在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)；將電流表接在電路中某處，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，原因是；
②實(shí)驗(yàn)中可用電流表分別測(cè)出電路中三個(gè)位置的電流來(lái)尋找規(guī)律，以下取點(diǎn)組合合適的是 （）
A.EAD B.EDF C.FCD D.FAB
（2）用圖甲研究并聯(lián)電路電壓的規(guī)律（其中兩只燈泡的阻值不相等）.
①完成圖丙中未完成的連接，要求電壓表測(cè)L2兩端的電壓；
②用電壓表分別準(zhǔn)確測(cè)量了L1和L2兩端的電壓，則這兩個(gè)電壓值應(yīng)（相等/不相等）.
（3）用圖丁的電路比較燈泡的亮度 .
①閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)兩燈均不亮，且兩個(gè)電壓表的示數(shù)為均0V .你認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的原因可能是.
②恢復(fù)正常后，閉合開(kāi)關(guān)，多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片后，均發(fā)現(xiàn)甲燈較亮，且測(cè)量甲燈電壓的電壓表示數(shù)也較大 . 對(duì)此的合理解釋是：兩燈串聯(lián)時(shí)，通過(guò)燈泡的相等，電壓越高，越多，因此燈越亮 .
（4）用戊圖測(cè)量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率

①實(shí)驗(yàn)原理：；
②閉合開(kāi)關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)只有0.8V，為測(cè)量燈泡的額定功率，他應(yīng)向移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至時(shí)，并讀出 ， 可算出額定功率的大小 .
③小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)，不小心將電流表?yè)p壞，由于沒(méi)有多余的電流表更換，老師取走電流表，并拿來(lái)一只定值電阻R0 ， 并提醒小明將它串聯(lián)接在了原電路中接電流表的位置處（圖未畫(huà)出），請(qǐng)你幫助小明利用該電路測(cè)出燈泡的額定功率 .
小明的實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)該是：
I.；
II.；
III.計(jì)算燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=（用已知量和測(cè)量表示，其中小燈泡的額定電壓用Ue表示 ）.

Answer 1

【答案】
（1）斷開(kāi),電流表的正負(fù)接線柱接反了,A
（2）,相等
（3）發(fā)生了斷路或兩個(gè)燈泡同時(shí)短路,電流,電流做的功
（4）P=UI,左,電壓表的示數(shù)為2.5V,電流表的示數(shù),閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑片使電壓表示為2.5V,斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將電壓表拆下并聯(lián)到R0兩端,讀出電壓表的示數(shù)為U0,U額U0/R0
【解析】（1）①連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)必須處于斷開(kāi)狀態(tài)；根據(jù)圖乙可知，電流表指針?lè)雌�，因此電流表的正�?fù)接線柱接反了；②探究并聯(lián)電路電流的規(guī)律時(shí)，需測(cè)量干路電流和各支路電流；A、E為干路中的一點(diǎn)，AD分別為兩條支路中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，因此A中的組合合適；B、EF都為干路中的一點(diǎn)，D為一條支路中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，因此B中的組合不合適；C、F為干路中的一點(diǎn)，CD為同一條支路中對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)，因此C中的組合不合適；D、F為干路中的一點(diǎn)，AB為同一條支路中對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)，因此D中的組合不合適；A符合題意；
（2）①已知電源電壓為4.5V，因此電壓表選擇0～15V的量程；使兩燈泡并聯(lián)，電壓表并聯(lián)在L2兩端的電壓；如下圖所示：

；
②因?yàn)椴⒙?lián)電路兩端電壓相等，因此用電壓表分別準(zhǔn)確測(cè)量了L1和L2兩端的電壓，則這兩個(gè)電壓值應(yīng)相等；
（3）①如果電路發(fā)生斷路，并且兩個(gè)電壓表的示數(shù)為均0V，則電路故障為滑動(dòng)變阻器斷路；如果電路發(fā)生短路，并且兩個(gè)電壓表的示數(shù)為均0V，則電路故障為甲、乙兩燈泡同時(shí)短路；
②因?yàn)榇��?lián)電路處處電流相等，所以通過(guò)燈泡的電流相等，燈泡兩端電壓越高時(shí)，由W=UIt可知，電流做的功越多，因此燈越亮；
（4）①測(cè)量燈泡額定功率的原理：P=UI；
②閉合開(kāi)關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)只有0.8V小于燈泡的額定電壓，要測(cè)量燈泡的額定功率，需減小滑動(dòng)變阻器兩端電壓，即減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，故需將滑片向左移動(dòng)，直至電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，并讀出電流表的示數(shù)，可算出額定功率的大小；
③要測(cè)小燈泡的額定功率，必須測(cè)出額定電壓下小燈泡的電流； 在電流表不能使用時(shí)，可以把已知阻值的定值電阻串聯(lián)到電路中，當(dāng)小燈泡正常工作時(shí)，利用電壓表測(cè)出定值電阻兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出電流，即為小燈泡的額定電流，再根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，所以改變后的實(shí)驗(yàn)方案電路圖如圖所示：

.

主要實(shí)驗(yàn)操作步驟：Ⅰ、閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.5V；Ⅱ、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將電壓表拆下并聯(lián)到R0兩端，讀出電壓表的示數(shù)為U0；Ⅲ、小燈泡額定功率的表達(dá)式：P額=U額U0/R0．
故答案為：（1）①斷開(kāi)；電流表的正負(fù)接線柱接反了；②A；（2）①見(jiàn)解答；②相等；（3）①發(fā)生了斷路或兩個(gè)燈泡同時(shí)短路；②電流；電流做的功；（4）①P＝UI；②左；電壓表的示數(shù)為2.5V；電流表的示數(shù)；③閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片使電壓表示為2.5V；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將電壓表拆下并聯(lián)到R0兩端，讀出電壓表的示數(shù)為U0；U額U0/R0 .

（1）①連接電路的過(guò)程中，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在阻值最大處；使用電流表時(shí)要“正進(jìn)負(fù)出”，正、負(fù)接線柱接反時(shí)，電流表的指針會(huì)向左偏轉(zhuǎn)；②研究并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)時(shí)，必須要測(cè)出各支路的電流和干路電流，再?gòu)闹袑ふ乙?guī)律；
（2）①將兩燈泡并聯(lián)在電路中，按題目要求將電壓表并聯(lián)在燈L2的兩端；②并聯(lián)電路各支路兩端的電壓等于電源電壓；
（3）①兩燈泡串聯(lián)，兩電壓表分別測(cè)它們兩端的電壓，發(fā)生了斷路或兩個(gè)燈泡同時(shí)短路時(shí)，兩電壓表的示數(shù)都為0；②串聯(lián)電路中電流處處相等，根據(jù)電功的公式W＝UIt分析，電壓越高時(shí)，燈越亮的原因；
（4）①測(cè)量燈泡額定功率的原理是電功率的計(jì)算公式：P=UI；②燈泡兩端的電壓小于額定電壓時(shí)，在減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，以減小滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，增大燈泡兩端的電壓到額定電壓，讀出電流，利用電功率公式計(jì)算小燈泡兩端的電壓；③缺少電流表測(cè)電功率的方法：首先測(cè)出小燈泡兩端的電壓，再測(cè)出電阻R0兩端的電壓，用歐姆定律計(jì)算出電路中的電流，再利用電功率的公式計(jì)算小燈泡的額定電壓 .