Question

【題目】小明做“測量小燈泡電功率”實驗，實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6V）、小燈泡（額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω）、電流表、電壓表、開關各一個、規格分別為R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.5A”的滑動變阻器各一個、導線若干．

（1）小明設計了圖甲所示的電路，他應選用規格為 的滑動變阻器（選填“R1”或“R2”），該實驗中滑動變阻器的主要作用是 ．
（2）正確連接電路后，閉合開關，若小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數，原因可能是；若小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，原因是 ．
（3）排除故障后，移動滑動變阻器滑片在不同位置，小燈泡U﹣I圖象如圖乙所示，小燈泡的額定功率為 W．
（4）由圖乙發現燈泡電阻是變化的，影響其變化的主要原因是 ．
（5）在沒有電壓表、只有電流表的情況下，小明增加了一只已知阻值為10Ω的定值電阻R，并利用原有器材也測出了額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率．步驟如下：
①按照如圖丙所示的電路圖正確連接實物電路；
②閉合開關，調節滑動變阻器滑片，使電流表示數為 A時，燈泡正常發光；
③斷開開關，保持 不變，將電流表改接在燈泡所在支路中，再閉合開關，讀出電流表示數I；
④小燈泡額定功率的表達式為P額= ．
（6）鄰組的青青和丹丹打算利用一個阻值為10Ω的定值電阻R0 ， 只利用一只電表，通過圖中操作（開關S接“a”、”b”各一次）來測量小燈泡的額定功率．如圖丙、丁是她倆設計的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正確的是（填字母）．
A.兩種方案都能
B.兩種方案都不能
C.丙方案能，丁方案不能
D.丙方案不能，丁方案能．

Answer 1

【答案】
（1）R2；改變燈泡兩端的電壓
（2）小燈泡短路（或電壓表短路）；小燈泡斷路
（3）0.625
（4）燈絲溫度
（5）0.25；滑動變阻器滑片P的位置（或滑動變阻器接入電路的阻值）；U額I（或2.5V?I）
（6）B
【解析】解：（1.）燈的額定電壓為2.5V，所以，變阻器要分去6V﹣2.5V=3.5V的電壓，根據分壓原理， = ，滑動變阻器的阻值至少為R滑= ×RL= ×10Ω=14Ω．根據歐姆定律知，燈正常發光的時的電流約為0.25A，故應選用R2“50Ω0.5A”的滑動變阻器；因測量小燈泡在不同電壓的電功率，所以，本實驗中滑動變阻器的主要作用是改變燈兩端的電壓；
（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；小燈泡不亮，電壓表無示數，說明小燈泡短路或電壓表短路；若小燈泡不亮，電流表無示數，說明電路斷路或電路中的總電阻太大；電壓表有示數，說明與電壓表與電源是連通的，所以，若小燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，原因是小燈泡斷路；
（3.）由圖乙知，當燈電壓為2.5V時對應的電流為0.25A，小燈泡的額定功率P額=U額I=2.5V×0.25A=0.625A；
（4.）因燈絲的電阻隨溫度的變化而變化不是一個定值，所以，由圖乙發現燈泡電阻是變化的，影響其變化的主要原因是燈絲溫度；
（5.）②小紅增加了一只10Ω的定值電阻R，因當電流表示數為I= =0.25A時，R兩端的電壓一定為2.5V，根據并聯電路電壓的特點，燈的電壓為2.5V，燈一定正常發光，所以，閉合開關，調節滑動變阻器滑片，使電流表示數為0.25A時，燈泡正常發光；③斷開開關，保持變阻器滑片P的位置或變阻器接入電路的阻值不變，將電流表改接在所在燈支路中，此時電路的連接關系沒有改變，只是電流表由原來測通過R的電流變為測通過燈的電流I，R與燈兩端的電壓與變阻器的電壓均保持不變，燈仍正常發光，通過燈的電流I即為燈正常發光時的電流大小．所以，斷開開關，保持滑動變阻器滑片P的位置（或滑動變阻器接入電路的阻值）不變，將電流表改接在燈泡所在支路中，再閉合開關，讀出電流表示數I；④小燈泡額定功率的表達式為P額=U額I（或2.5I）．
（6.）圖丙中，無論S接a還是接b都無法得知小燈泡是否正常發光，丙方案不能測定小燈泡的額定電功率；丁方案中，R0、小燈泡、變阻器三者串聯，S接a時，電壓表測定值電阻的電壓，S接b時測燈和定值電阻的總電壓，都無法確定小燈泡是否正常發光，丁方案不能測定小燈泡的額定電功率．所以，兩種方案都不能測出小燈泡的額定功率．故選B．所以答案是：（1）R2；改變燈泡兩端的電壓；（2）小燈泡短路（或電壓表短路）；小燈泡斷路；（3）0.625；（4）燈絲溫度；（5）②0.25；③滑動變阻器滑片P的位置（或滑動變阻器接入電路的阻值）；④U額I（或2.5VI）；（6）B．