Question

【題目】在“探究小燈泡的亮度與電功率的關系”的實驗中，實驗小組選取了一個標有“2.5V”的小燈泡和必要的實驗器材，連接的實物電路如圖甲所示。

（1）如圖甲所示是小明同學連接的部分電路，請你用筆畫線代替導線，將圖中的實物電路連接完整，要求滑動變阻器的滑片向右移動時，小燈泡變暗。

（________）

（2）電路連接正確后，閉合開關，小明發現電壓表有明顯示數，電流表指針幾乎不動，小燈泡不發光，產生這一現象的原因可能是_____________。

（3）排除故障后，繼續實驗，調節滑片并把多次測量的電流和電壓繪制成I—U圖像，如圖乙所示，根據圖像可知，小燈泡正常發光時的電流為_____________A，額定功率為_____________W。

（4）請你為實驗需要測量和計算的物理量及記錄的現象，在方框內畫出一個記錄實驗數據的表格。

（_______）

（5）若實驗中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小虎選用一個定值電阻R0接在原電路電流表的位置，設計了圖丙所示的電路，實驗方案如下：旋轉學生電源旋鈕，使電源電壓為7V；調節滑動變阻器滑片P使電壓表的示數為小燈泡額定電壓U額；保持滑片P的位置不變，只將電壓表的a點接線改接到c點，測量R0兩端的電壓U0。

①小虎的設計方案操作中存在的問題是__________________________。

②糾正操作錯誤之后，測出R0兩端的電壓為U0，則小燈泡的額定功率可表示為：P額＝______。（用R0和所測物理量的符號表示）

③所選用定值電阻R0的阻值不得超過_____________Ω。

Answer 1

【答案】 小燈泡斷路 0.5 1.25

實驗次數	燈泡兩端的電壓U/V	通過燈泡的電流I/A	燈泡的電功率P/W	燈泡的亮度
1
2
3

測量R0電壓時，電壓表的正負接線柱接反了 6

【解析】

第一空．因為要求滑動變阻器的滑片向右移動時，小燈泡變暗，即電流變小，電阻變大，所以，滑片以左電阻絲連入電路中，又因為燈的額定電壓為2.5V，所以電壓表選用小量程與燈并聯，故電路如下所示：

第二空．電路連接正確后，閉合開關，小燈泡不發光，電流表指針幾乎不動，說明電路可能斷路；電壓表有明顯示數，說明電壓表與電源連通，即與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的；故產生這一現象的原因是小燈泡斷路。

第三空．由圖乙的I-U圖象知道，小燈泡正常發光時，電壓是2.5V，電流為0.5A，

第四空．由P=UI知道，燈的額定功率是：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；

第五空．根據實驗目的和記錄知道，表格內容包含燈泡的電壓、通過的電流、電功率及燈的亮度（要分別記錄燈在高于、等于、低于額定電壓下發光情況），實驗數據的表格如下所示：

實驗次數	燈泡兩端的電壓U/V	通過燈泡的電流I/A	燈泡的電功率P/W	燈泡的亮度
1
2
3

第六空．①．電壓表測燈的電壓，則電壓表a接線柱為負接柱，只將電壓表的a點接線改接到c點時，則電流從電壓表負接線柱流入了；

②．燈正常發光時，測定值電阻的電壓為U額，在滑片位置不動的情況下，測出R0兩端的電壓為U0，由歐姆定律，此時通過R0 的電流是：

根據串聯電路電流的規律，通過燈的額定電流S ：

，
故燈的額定功率是：

；

③．在實驗操作中，由于電壓表選用0-3V的量程，既要測燈的額定電壓，又要測R0 的電壓，故定值電阻R0 的最大電壓不能超過3V，又因為燈正常工作時的電流IL=0.5A，由歐姆定律知道， R0 的最大阻值不能超過：