Question

【題目】小亮同學(xué)在測(cè)量一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。實(shí)驗(yàn)器材有：額定電壓為2.5V的小燈泡L（正常工作時(shí)電阻約為10Ω）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器（20Ω 1A）、開關(guān)、電源（電壓恒定）各一個(gè)，導(dǎo)線若干。

(1)該實(shí)驗(yàn)的原理是_____；

(2)如圖所示是小亮同學(xué)連接的部分電路，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整。要求：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電路中的電流變小；

（______）

(3)請(qǐng)你為實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量和計(jì)算的物理量，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格；

（______）

(4)閉合開關(guān)，閉合開關(guān)小亮同學(xué)發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，小燈泡一直不發(fā)光，電流表、電壓表的示數(shù)不發(fā)生變化，造成該故障的可能原因是_____；

(5)排除故障，小亮同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了小燈泡的額定功率。同桌的小明同學(xué)想利用該實(shí)驗(yàn)器材自己重新實(shí)驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞。請(qǐng)你用現(xiàn)有器材，添加一個(gè)電流表和一個(gè)阻值已知且為R0的定值電阻，幫助他設(shè)計(jì)電路，測(cè)量小燈泡的額定功率，并在下面的虛線框畫出你設(shè)計(jì)的電路圖。

（______）

Answer 1

【答案】P=UI

次數(shù)	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W
1
2
3

小燈泡斷路

【解析】

(1)[1]伏安法測(cè)小燈泡的額定功率的原理是：P=UI。

(2)[2]將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)到電路中，滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電路中的電流變小，電阻變大，滑動(dòng)變阻器接下面左邊的接線柱，一上一下連接一上接線柱即可，小燈泡正常工作時(shí)電阻約為10Ω，小燈泡的額定電壓為2.5V，電路中的電流約為

I===0.25A

故電流表、電壓表均選用小量程，如圖所示：

(3)[3]電功率的測(cè)量是一種間接測(cè)量方法，需測(cè)量出導(dǎo)體兩端的電壓與此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，然后求出燈泡的電功率。根據(jù)一個(gè)物理量占據(jù)一列，每一次實(shí)驗(yàn)占據(jù)一行的原則去設(shè)計(jì)表格。直接測(cè)量的物理量由：電壓、電流、電阻共三個(gè)物理量。做三次實(shí)驗(yàn)。故設(shè)計(jì)表格見下表：

次數(shù)		電壓U/V		電流I/A		電功率P/W
1
2
3

(4)[4]電流表無(wú)示數(shù)，可能是電路出現(xiàn)了斷路；電壓表示數(shù)有示數(shù)，說(shuō)明電壓表兩接線柱與電源間是通路，電壓表接近電源電壓，所以故障可能是小燈泡斷路了。

(5)[5]要測(cè)燈的額定功率，應(yīng)先使燈正常發(fā)光，在沒(méi)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R與電流表串聯(lián)后再與燈并聯(lián)，通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片使電流表A2的示數(shù)為I=時(shí)，由并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓為2.5V，燈正常發(fā)光，記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù)，即燈正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)P=UI求出額定功率。電路圖如圖所示：