Question

【題目】在”測定小燈泡的電功率”實驗中,電源電壓為6V,小燈泡L的額定電壓為2.5V,電阻大約為20Ω.可供選用的滑動變阻器R1和R2的最大值分別為20Ω, 40Ω,實驗電路如圖甲所示

(1)請用筆畫線代替導線將電路連接完整___________,要求向左移動滑片時電壓表示數變小;經過判斷可知本實驗應該選用的滑動變阻器是________(選填“R1”或“R2“)

(2)如圖乙所示是根據實驗數據繪成的U-I圖象。根據圖象提供的信息,可計算出小燈泡的額定功率是_______W;某同學誤將電壓表并聯在滑動變阻器兩端,如圖丙所示,他從滑片置于最右端時開始記錄第1組數據,逐漸調節滑片測得多組數據并描繪出U-I圖象如圖所示,實際上小燈泡兩端的電壓太高會縮短燈泡的壽命,為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5V,則清動變阻器接入電路的最小阻值為_____________Ω(保留一位小數)

完成實驗后,小強利用電流表和阻值為R0的定值電阻,測量小燈泡L正常發光時的電功率P1,他選擇了滿足實驗要求的實驗器材,并連接了部分實驗電路.如圖丁所示：

為了測量出燈泡L的電功率,請只添加兩條導線完成圖丁所示的實驗電路的連接________：

②請把小明的實驗步驟補充完整:

（1）斷開開關S1、閉合開關S、S2,，移動滑動變阻器的滑片P,使_____________

（2）斷開開關S2、閉合開關S、S1,記錄___________

（3）請用R0及實驗數據表示出P1. P1=__________

Answer 1

【答案】 R2 0.5 13.9 使電流表示數為 電流表示數為I 2.5V×(I)

【解析】 (1)測定小燈泡的電功率實驗中，應將電流表、燈泡和變阻器串聯，滑片左移電壓表示數變小，說明電路中電流變小，電阻變大，所以應將B接線接入電路中；燈泡正常發光電流約為：I＝＝0.125A，所以電流表應使用00.6A量程。實物連接如圖所示：

；

由串聯電路特點和歐姆定律可得燈泡發光時變阻器連入電路的阻值：R＝ ＝＝28Ω,所以應選擇滑動變阻器R2；(2)燈泡電壓等于其額定電壓時正常發光，由圖象知燈泡電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.2A，所以燈泡的額定功率：P額＝U額I＝2.5V×0.2A＝0.5W；為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3.5V,根據串聯電路的總電壓等于串聯的各分電壓之和可得：滑動變阻器分得最小電壓U滑最小＝UUL最大＝6V3.5V＝2.5V，由圖2可知：U滑＝2.5V時,I最大＝0.18A，根據歐姆定律得變阻器的最小阻值為：R滑最小＝13.9Ω；（3）為了測量出燈泡L的電功率，圖丁所示的實驗電路的連接如下：

②實驗步驟：（1）閉合開關S1,S 2與觸點1接觸,調節滑動變阻器,使電流表A的示數為：I＝；(2)保持滑動變阻器滑片位置不變,閉合開關S1,S 2與觸點2接觸，讀出電流表示數為I；(3)在步驟（1）中,燈與R0并聯,電流表測R0的電流,移動滑片應使通過R0的電壓：U0＝I0R0＝2.5V,此時燈泡正常發光,電流示數為： ；在步驟(2)中,滑片位置不變,燈仍正常發光,電流表測燈與R0的總電流,所以通過燈泡的電流為：I；所以燈泡的額定功率表達式P1＝U額I額＝2.5V×(I).