Question

【題目】小明用“伏安法”測量小燈泡的電功率中，提供的實驗器材有：待測小燈泡（額定電壓為2.5V）、電源（二節新干電池）、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關及導線若干．
（1）請用筆畫線代替導線，完成圖甲實物電路的連接．
（2）檢查電路連接無誤后，閉合開關S，燈泡不亮，電壓表有示數，電流表指針幾乎不動．產生這一現象的原因可能是 ．
（3）故障排除后進行實驗，通過移動滑片記錄了多組數據，并作出了如圖乙所示的I﹣U圖象．據圖象可知小燈泡的額定功率為W．
（4）小華利用小明的實驗器材，只增加了一個阻值為10Ω定值電阻R1、電阻箱R2 ， 來測量小燈泡的額定功率．如圖丙、丁是她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
（5）實驗結束后，小明將該小燈泡單獨與一個10Ω的定值電阻R0串聯后接入電壓為3V的電源兩端，此時R0的功率是W．

Answer 1

【答案】
（1）解：如下圖所示；

（2）小燈泡斷路
（3）0.75
（4）A
（5）0.4
【解析】解：（1）待測小燈泡的額定電壓為2.5V＜3.0V，電壓表選用小量程，將電壓表并聯在小燈泡的兩端，如下圖所示； ；（2）燈泡不亮，電流表指針幾乎不動，電路中無電流，則為斷路，電壓表有示數，則與電壓表并聯的之外部分一定完好，說明與電壓表并聯的燈泡所在支路斷路，導致電壓表串聯在電路中了，所以可能的原因是小燈泡斷路（或小燈泡壞了或燈座處接觸不良）；（3）由圖乙知，燈額定電壓2.5V對應的電流為0.3A，所以其額定功率P額=U額I=2.5V×0.3A=0.75W；（4）丙方案中，R1、小燈泡、變阻器三者串聯，S接1時，電壓表測小燈泡的電壓，S接2時測燈和定值電阻的總電壓，可以確定小燈泡是否正常發光，且可以通過R1的電壓和電阻值求出燈泡正常發光時的電流，故丙方案能測出小燈泡的額定電功率．丁方案中，根據“小華利用小明的實驗器材”可知電源電壓為3V，當電壓表示數U滑=U﹣UL=3V﹣2.5V=0.5V時，燈泡正常發光，且可通過調節電阻箱的阻值使得開關接2時電壓表示數仍為0.5V，則燈泡正常發光時的電阻等于電阻箱的阻值（等效法），根據P= 可以測出小燈泡的額定功率；所以，丙、丁方案能測出小燈泡的額定功率；選A；（5）由圖乙知，當燈的電壓U燈=1.0V，對應的電流I=0.2A時，根據串聯電路電流的特點，通過定值電阻的電流大小等于0.2A，此時定值電阻的電壓U定=IR0=0.2A×10Ω=2V，又根據串聯電路電壓的特點，燈和定值電阻的總電壓U=U燈+U定=1V+2V=3V剛好為電源電壓；所以，此時R0的功率P0=U定×I=2V×0.2A=0.4W．
所以答案是：（1）如上圖；（2）小燈泡斷路；（3）0.75；（4）A；（5）0.4．