Question

（2013?咸陽一模）飛羽用一只標有2.5V字樣的小燈泡練習測定小燈泡的電功率．
（1）飛羽完成的電路連接如圖所示，閉合開關前滑動變阻的畫片P應置于

左

（選填“左”或“右”）端；
（2）飛羽閉合開關，發現燈泡不亮，電壓表有示數，電流表無示數，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變．經檢查電路連接無誤，且導線無接觸不良之處，產生這種故障原因是

燈泡斷路

（3）排除故障后，為測定小燈泡的額定功率，應調節滑動變阻器的滑片使得電壓表示數為

2.5

V．

（4）飛羽還想利用上述實驗裝置測量一段電爐絲的電阻R_x，可是連接電路時發現電流表已燒壞，原電路不能使用，請你利用現有器材（電壓未知的電源，量程合適的電壓表、最大阻值已知為R₀的滑動變阻器、開關各一個、導線若干），幫助飛羽設計一個不用改變電壓表位置就能測出這段電爐絲電阻的電路．把你設計的實驗電路圖畫在虛線框內（電爐絲的符號用電阻的符號表示）．
（5）請寫出連接電路之后主要的實驗步驟：

閉合電路，先調節滑動變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數U₁

；

再調節滑動變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數U₂

．

Answer 1

分析：（1）閉合開關前，滑片應移至最大阻值處；
（2）電流表無示數，燈泡不亮，說明電路出現了斷路，根據電壓表的示數情況判斷斷路處；
（3）測量燈泡的額定功率，則燈泡兩端的電壓等于額定電壓；
（4）如果沒有電流表，則可以用電壓表和滑動變阻器來代替電流表的作用，將其與被測電阻串聯，根據伏安法計算出；
（5）根據伏安法，測出定值電阻的電壓，便可根據I=

U

R

計算出電流，再待測電阻的電壓，便可根據R=

U

I

計算出電阻的值．

解答：解：（1）由圖知，滑動變阻器接了下面右邊的接線柱，所以在閉合開關前，滑片應移至最左端；
（2）電流表無示數，燈泡不亮，說明電路出現了斷路，電壓表有示數，且任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變，說明與電壓表并聯的燈泡斷路；
（3）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以測定小燈泡的額定功率，要使得電壓表示數為2.5V；
（4）電流表已燒壞，應用電流表與滑動變阻器來代替電流表與待測電阻串聯，滑動變阻器相當于阻值為0和阻值為R0的兩個定值電阻，如圖所示：
；
（5）按照電路連接實物電路，注意滑片移至最大阻值處，閉合開關，移動滑片，使滑動變阻器的阻值為0，記下此時電壓表的示數U1，等于電源電壓；再調節滑動變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數U₂，此時滑動變阻器的電壓為U₁-U₂，可得電路中的電流I=

U1-U2

R0

，則可根據電阻公式求出其電阻的值．
故答案為：（1）左；（2）燈泡斷路；（3）2.5；（4）見上圖；（5）閉合電路，先調節滑動變阻器使得接入電路電阻為0，記下電壓表的示數U₁；再調節滑動變阻器使得接入電路電阻為最大值R₀，記下電壓表的示數U₂．

點評：此題是測定小燈泡的電功率實驗，考查了滑動變阻器的使用及電路故障的分析，同時考查了額定功率的測量方法及沒有電流表時電阻的測量方法，此時需用替代法讓定值電阻和電壓表來代替電流表的作用．