Question

【題目】在“測定小電燈電功率的實驗中”小燈泡額定電壓為2. 5V、電壓恒定為4V的電源以及其它相關器材按圖甲連接電路，進行實驗。

（1）圖甲是小明測量小燈泡額定功率的實物電路圖，圖中有一根線連接錯誤，請在這根線上打“×”，并在圖中改正。

（______）

（2）連接電路時，開關應_______.電路正確連接后，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，出現這一故障的原因可能是小燈泡處______（選填“短路”或“斷路”）；

（3）移動滑片P到某一點時，電壓表示數（如圖乙）為______V，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑片P向_______（填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數為2. 5V。

（4）在此過程中測得小燈泡電流和電壓的幾組數據，并正確畫出曲線，如圖丙所示。由圖可知該小燈泡的額定功率為_______W。

（5）若電流表損壞了，小華利用余下的實驗器材，增加了一個阻值為10Ω定值電阻R1、電阻箱R2，來測量小燈泡的額定功率。如圖A，B是她設計的兩種不同方案的電路圖。則以下判斷正確的是__（填字母）。

A.兩種方案都能 B.兩種方案都不能

C. A方案不能，B方案能 D. A方案能，B方案不能

Answer 1

【答案】 斷開 斷路 1.5 A 0.75 C

【解析】

(1)[1]原電路中，燈與變阻器并聯后錯誤的與電流表并聯，且電壓表串聯在電路中，而電流表應與燈和變阻器串聯，電壓表與應燈并聯，故改正后如下：

(2)[2]閉合開關前，為保護電路，開關要斷開；

[3]若小燈泡處短路，燈不發光，電流表有示數，電壓表無示數，不符合題意；若燈泡斷路，則小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表串聯在電路中測電源電壓，有示數，符合題意，故出現這一故障的原因可能是小燈泡處斷路；

(3)[4]由圖知道，電壓表用的是0～3V量程，分度值為0.1V，此時的示數為1.5V；

[5]要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓應從1.5V增大到2.5V，電路中電流要增大，總電阻要減小，即滑動變阻器的電阻要減小，所以，滑片應向A端移動，使電壓表的示數為2.5V；

(4)[6]由圖丙所示I-U圖象知道，燈泡額定電壓U=2.5V所對應的電流是I=0.3A，所以，燈泡的額定功率是：

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

(5)[7] A方案中，R1 、小燈泡、變阻器三者串聯，電源電壓為4.5V（3節新干電池），當燈正常發光時（其電流為0.3A），10Ω定值電阻R1 的電壓是：

U1 =IL R1=0.3A×10Ω=3V，

根據串聯電路電壓的規律，燈與定值電阻的總電壓是：

2.5V+3V=5.5V＞4.5V，

所以，燈不可能正常發光，故丙方案不能測出小燈泡的額定功率。

B方案中，電源電壓為4.5V，當S接1時，燈泡和變阻器串聯，電壓表測變阻器的電壓；由串聯電路電壓的規律，當電壓表示數是

U滑=U-UL =4.5V-2.5V=2V

時，燈泡正常發光，開關接2時，可通過調節電阻箱的阻值使得電壓表示數仍為2V，則燈泡正常發光時的阻值等于電阻箱的阻值（等效法），根據可以測出小燈泡的額定功率；所以，A方案不可行，B方案能測出小燈泡的額定功率，故C正確。