Question

【題目】在測(cè)量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡的額定電流為0.3A，正常工作時(shí)燈絲的阻值在之間，所提供的器材有：電流表、電壓表、電源（電壓恒為6V），開(kāi)關(guān)各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器（50Ω 1A）一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干；

(1)如圖甲所示是小明沒(méi)有連接完的實(shí)物電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將實(shí)物圖補(bǔ)充完整；

（________）

(2)閉合開(kāi)關(guān)前，甲圖中的滑片P應(yīng)位于最_____（選填“左”或“右”）端，閉合開(kāi)關(guān)無(wú)論怎樣移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，原因可能是_____（寫(xiě)出一種即可）；

(3)排除故障，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為_____V，小燈泡的額定功率為_____W；

(4)小華沒(méi)用電壓表，但多用了一個(gè)開(kāi)關(guān)，其它器材與小明的相同，她也測(cè)出了另一個(gè)額定電流為I額小燈泡的額定功率。她設(shè)計(jì)了如圖丙所示電路圖，請(qǐng)你幫她完成實(shí)驗(yàn)步驟并寫(xiě)出測(cè)定額定功率的表達(dá)式；

實(shí)驗(yàn)步驟：

①按圖連接電路，然后只閉合開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)滑片P，使電流表的示數(shù)為I額；

②再閉合開(kāi)關(guān)S2，滑片P位置_____（填“動(dòng)”或“不動(dòng)”），記下電流表示數(shù)為I1；

③小燈泡的額定功率的表達(dá)式為P額=_____（用字母表示，可能用到的物理量有：已知的電源電壓U，燈泡的額定電流I額，變阻器的最大阻值R0，和實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的物理量）；

(5)小明同學(xué)又利用該電路探究電流跟電阻的關(guān)系，他將小燈泡換成多個(gè)定值電阻R，保持電壓表示數(shù)始終為2V，多次更換阻值不同的定值電阻R，并記錄各次電流表的示數(shù)，若不更換其他器材，為了能完成實(shí)驗(yàn)，更換的電阻阻值不能夠大于_____Ω。

Answer 1

【答案】見(jiàn)解析 右 小燈泡斷路 4 1.2 不動(dòng) 25

【解析】

(1)[1]燈泡額定電流為0.3A，燈絲阻值在10Ω～15Ω之間，則根據(jù)可知，燈泡額定電壓在3V～4.5V間，故電壓表應(yīng)選0～15V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖所示：

。

(2)[2]為了電路安全，開(kāi)關(guān)閉合前滑片應(yīng)滑到阻值最大值處，因此甲圖中的滑片P應(yīng)位于最右端。

[3]閉合開(kāi)關(guān)，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路是斷路，小燈泡不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的這部分電路斷路了，即小燈泡斷路。

(3)[4][5]電壓表量程是0～15V，由圖乙可知，電壓表分度值是0.5V，電壓表示數(shù)是4V；燈泡額定功率

燈泡額定功率是1.2W。

(4)②[6]再閉合開(kāi)關(guān)S2，滑片P位置不動(dòng)，記下電流表示數(shù)為I1；此時(shí)燈泡短路，所以變阻器的電壓等于電源電壓U，根據(jù)歐姆定律得，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值

由此可知當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓

燈泡兩端電壓

③[7]小燈泡的額定功率的表達(dá)式

(5)[8]電源電壓U=6V，電阻兩端電壓U定=2V，滑動(dòng)變阻器分壓

則根據(jù)串聯(lián)電路的電流相同的特點(diǎn)得：，即

代入數(shù)據(jù)得

解得；因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器接入電路的阻值，所以更換的電阻阻值

更換的電阻阻值不能夠大于25Ω。