Question

【題目】在用“伏安法”測量小燈泡的功率實驗中（如圖所示），使用下列器材進行實驗：

A．電流表一個（量程0～0.6A，0～3A）； B．電壓表一個（量程0～3V，0～15V）；

C．串聯的新干電池三節（4.5V）；　　　 D．待測小燈泡額定電壓2.5V，電阻約8Ω；

E．滑動變阻器一個；　　　　　 F．開關一個；導線若干。則：

（1）該實驗依據的原理是___________ （用課本中的字母表示）；

（2）根據題意在甲圖虛線方框內畫出所需要的實驗電路圖（其中部分已畫好）。

（__________）

（3）根據題意，請用筆代替導線，將乙圖中的實物電路連接完整（導線不能交叉）。

（__________）

（4）小明連接完電路，閉合開關前，檢查電路時發現電壓表指針如圖丙圖所示，則其原因可能是________________________。

（5）小明排除故障后，閉合開關，滑動變阻滑片P移到某處時，電壓表示數如圖丁所示，若要測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器滑片P向_______端（選填：“左”或“右”）移動，直到小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖戊所示，則小燈泡的額定功率為______W。

（6）小明進行了4次實驗，并將數據及現象記錄在表中。分析表中信息，并計算出該實驗所選用滑動變阻器的最大阻值至少為_________Ω.

次數	電壓/V	電流/A	實際功率/W	燈泡亮度
1	0.5	0.10	0.05	不亮
2	1.5	0.20	0.30	較暗
3	2.0	0.25	0.50	較亮
4	2.5			正常發光

（7）小聰利用上述實驗器材測量該小燈泡“2.5V”額定功率時，發現所用電壓表已損壞。他向老師借用了一個已知阻值的定值電阻R0，設計了如圖所示的電路。請根據電路圖，補充完成下面的主要測量步驟：

①閉合開關S和S1，斷開S2，調節滑動變阻器使電流表的示數為________，并記錄電流表示數。

②斷開開關S1，閉合開關S和S2，保持滑動變阻器滑片不動，讀出電流表示數為I。

③則燈泡的額定功率為：P額＝_________。（用已知量和實驗中所測物理量的字母表示）

Answer 1

【答案】P=UI 電壓表沒有調零 左 0.75 40 2.5V×（I-）

【解析】

(1)][1]用“伏安法”測量小燈泡的功率的原理是電功率的公式P=UI；

(2)[2]電壓表與燈泡并聯，電流表與燈泡串聯，滑動變阻器與燈泡串聯，如圖所示：

(3)[3]待測小燈泡額定電壓2.5V，電壓表的量程選擇0-3V，電阻約8Ω，通過燈泡的電流

IL==0.3125A，

電流表的量程選擇0-0.6A，電壓表和燈泡并聯，電流表串聯在電路中，滑動變阻器一上一下連接，如圖所示：

(4)[4]閉合開關前，發現電壓表指針如圖丙，指針偏向零刻度線的左側，原因是電壓表沒有調零；

(5)[5]由圖丁可知，電壓表的量程選擇0-3V，分度值是0.1V，電壓表的示數是1.8V，小于燈泡的額定電壓，為使燈正常發光，應增加燈兩端的電壓，減小變阻器的電壓，根據分壓原理，變阻器連入電路中的電阻減小，滑動變阻器的滑片向左移動；

[6]電流表示數如圖戊所示，電流表選擇小量程，分度值是0.02A，電流表的示數是0.3A，小燈泡的額定功率

P額=U額I=2.5V×0.3A=0.75W；

(6)[7]由表中第1次數據根據串聯電路的規律和歐姆定律，變阻器的電阻為：

R滑==40Ω；

所以滑動變阻器的最大阻值至少是40Ω；

(7)①[8]閉合開關S和S1，斷開S2，此時燈泡和定值電阻R0并聯，電流表測通過R0的電流，若燈泡正常發光，則由并聯電路的電壓特點可知，R0的電壓也為2.5V，此時通過R0的電流為，需要調節滑動變阻器使電流表的示數為

I1=；

②斷開開關S1，閉合開關S和S2，燈泡和定值電阻R0仍然并聯，保持變阻器的滑片位置不變，記錄此時電流表的示數為I；

③[9]在步驟②中，電流表測定值電阻和燈的總電流，因電路的連接關系沒有改變，各電阻的大小和通過的電流不變，燈仍正常發光，根據并聯電路電流的規律可知燈的額定電流為

I額=I-I1= I-，

則燈的額定功率：

P額=U額I額=2.5V×（I-）。