Question

【題目】一只小燈泡的額定電壓為2.0V，正常發光時的電阻約為8Ω．小明想測量這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：一個電壓表、一個電流表、一個開關，電源：電壓為6V的A規格，電壓為3V的B規格可選，滑動變阻器規格10Ω 2A，導線若干．
（1）為保證實驗順利進行，本實驗應該選擇（選填“A”或“B”）規格的電源．
（2）正確連接電路后閉合開關，發現電壓表無示數，電流表有示數，燈泡不發光，導致這一現象的原因可能是 ．
（3）更正錯誤后，小明調節滑動變阻器滑片位置直到電壓表讀數為2.0V，小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖甲所示，則小燈泡的額定電流為A，小燈泡的額定功率為W．
（4）完成上述實驗后，小明打算增加一個定值電阻R0 ， 只利用一只電表，通過操作開關來測量小燈泡的額定功率．下列圖乙中是小明設計的四種不同方案的電路圖．其中能夠測出小燈泡額定功率的有（選填序號）．

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）燈泡短路
（3）0.26；0.52
（4）B、C
【解析】解：（1）燈泡正常發光時滑動變阻器的電壓：U滑=U﹣UL=U﹣2V，根據分壓原理： = ，即 = ①若電源電壓為6V，由①得，變阻器連入電路中的阻值大�。篟滑=16Ω＞10Ω，故不可行；若電源電壓3V， 由①得，變阻器連入電路中的阻值大小：R滑=4Ω＜10Ω，可行；故選用電壓為3V的B規格的電源；（2）正確連接電路后閉合開關，電流表有示數，說明電路為通路，電壓表無示數，燈泡不發光，導致這一現象的原因可能是與電壓表并聯的燈泡短路了；（3）由圖乙電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.26A，燈泡額定功率：P=UI=2V×0.26A=0.52W；（4）A、定值電阻與燈串聯，電路中只有電壓表，只閉合S2 ， 電表測定值電阻的電壓；當只閉合S1時，電壓表測燈與定值電阻的電壓，無法確定燈是否正常發光，故A選項不可行；B、只閉合S2 ， 移動變阻器的滑片，使電壓表示數為2V，則燈正常發光；保持滑片位置不動，閉合S1 ， 斷開合S2 ， 記下電壓表的示數U1 ， 此時電壓表測R0與燈的電壓，因電路的連接沒有改變，各電阻的大小和電壓沒有改變，燈仍正常發光，由串聯電路電壓的規律，R0的電壓U0=U1﹣2V，通過R0的電流，即燈的額定電流：
I= ，根據P=UI可求燈的額定功率；故B選項可以；C、將S2往右上方打，燈與R0并聯，電流表測通過R0的電流，移動滑片使電流表示數為I= = ，根據并聯電路電壓的規律，則燈的電壓一定為2V，燈正常發光；
保持滑片位置不動，將S2往左下方打，記下電流表示數I′，即為燈與定值的總電流，因電路的連接沒有改變，各電阻的大小和電壓沒有改變，通過燈與定值電阻的電流不變，燈仍正常發光，根據并聯電路電流的規律，燈的額定電流IL=I′﹣ ，根據P=UI可求燈的額定功率；故C選項可以；
D、圖中只有電流表，通過開關的轉換，定值電阻與燈分別與變阻器串聯，無法確定燈是否正常發光，故D選項不可行；
故選BC．
所以答案是：（1）B；（2）燈泡短路；（3）0.26；0.52；（4）B、C．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律的變形公式的相關知識點，需要掌握公式的理解：①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；②I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；③計算時單位要統一才能正確解答此題．