Question

在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，小明同學選用的小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為8Ω，滑動變阻器的最大阻值為10Ω。

⑴為順利完成實驗，現有電壓為4.5V和6V的兩電池組可供選擇，則         。

A．只能選擇4.5V的電池組        B．只能選擇6V的電池組

C．兩電池組均可選用             D．須將其變成10.5 V的電池組使用

⑵請用筆畫線代替導線，按照圖甲所示的電路圖，將圖乙中的實物電路連接完整（導線不得交叉，且要求閉合開關前滑動變阻器連入電路的電阻最大）。

⑶移動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2.5V，此時電流表示數如圖丙所示，其值為        A，小燈泡的額定功率為       W。

⑷小明的同學小惠在借助上述實驗器材完成實驗時，不小心將電流表損壞，由于沒有多余的電流表更換，老師取走電流表，并拿來一個電阻箱代替滑動變阻器接在原電路中。①閉合開關后，發現燈泡不發光，電壓表的示數等于電源電壓，則故障的原因可能是燈泡        （選填“短路”或“斷路”）。②排除故障后，當小燈泡在額定電壓下工作時，電阻箱接入電路的阻值為R₀，則計算小燈泡額定功率的表達式為           。(電源電壓恒定不變)

 

Answer 1

【答案】

（1）A （2）連線圖略。（3） 0.28   0.7   （4）① 斷路     ②5/R₀ (答案帶不帶單位均可)

【解析】（1）由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，

當燈泡正常發光時電路中的電流大約為I=U_L /R_L =2.5V/ 8Ω =5 /16 A，

若電源的電壓U=4.5V，則滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，滑動變阻器接入電路的電阻R_滑=U_滑/I =2V /5 /16 A =6.4Ω＜10Ω，此電源可用；

若電源的電壓U=6V，則滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，滑動變阻器接入電路的電阻R滑=U_滑/I =3.5V /5 /16 A =11.2Ω＞10Ω，故6V或大于6V的電源不可用；

故選A．

（2）燈泡的額定電壓為2.5V＜3V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯；燈泡的額定電流大約為5/16 A＜0.6A，所以電流表的量程為0～0.6A，且與燈泡串聯；滑動變阻器按一上一下的原則與開關串聯，如下圖所示：

 

（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，通過燈泡的電流為0.28A，

燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．

（4）①燈泡不發光，電壓表的示數等于電源電壓說明電壓表串聯在電路中測電源的電壓，即電壓表并聯的燈泡斷路；②當小燈泡在額定電壓下工作時，

電阻箱兩端的電壓U_電阻箱=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，

電路中的電流I=U_電阻箱 /R₀ =2 /R₀ ，

燈泡的額定功率P=U_LI=2.5×2 R₀ =5 /R₀ ．