Question

【題目】在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，實驗室提供如下器材：電源（電壓恒為6V）、電壓表和電流表各一個、額定電壓為2.5V的待測小燈泡L（電阻約為10Ω）、滑動變阻器兩個（R甲：“10Ω1A”；R乙：“50Ω 0.5A”）、開關S、導線若干。

試驗次數	電壓U/V	電流I/A
1	1.5	0.18
2	2.5	0.24
3	3.0	0.28

（1）實驗中，應選用的滑動變阻器是______（選填“R甲或R乙”）

（2）選用滑動變阻器后，請你根據以上器材設計一個測量小燈泡電功率的實驗電路圖，并畫在圖甲的虛線框內：

（______）

（3）某小組在實驗中記錄了3組小燈泡的電流隨電壓變化的情況，如表，完成實驗后小組進一步求得該小燈泡正常發光時的電阻為______Ω．（結果保留一位小數）

（4）另一小組實驗時，發現電流表已經損壞，為了測出該小燈泡的額定功率，小組在實驗室選了一個10Ω的電阻R0和一個單刀雙擲開關，設計了如圖乙所示的電路并完成了該實驗（電源電壓不變）。請你寫出實驗步驟，求出小燈泡的額定功率P額（用R0、U額、U1表示）

實驗步驟：______；

小燈泡的額定功率P額=______。

Answer 1

【答案】R乙 10.4 ①閉合開關S，S1接b，調節滑動變阻器R使小燈泡正常發光，記錄電壓表示數U1。

②閉合開關S，滑動變阻器滑片保持不動，S1接a，讀出此時電壓表示數為U2

【解析】

（1）根據額定電壓為2.5V的待測小燈泡L（電阻約為10Ω），由歐姆定律得出燈的額定電流，根據串聯電路的規律及歐姆定律得出變阻器連入電路的電阻確定選用滑動變阻器；

（2）電壓表測燈的電壓，電流表測電路中的電流；

（3）由歐姆定律求得該小燈泡正常發光時的電阻；

（4）要測燈的額定功率，首先使燈正常發光，先將電壓表與燈并聯，通過移動滑片的位置，使燈的電壓為額定電壓；保持滑片位置不動，通過開關的轉換，使電壓表測燈與定值電阻的電壓，因此時各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據串聯電路電壓的規律，可求出此時定值電阻的電壓，由歐姆定律可求出燈的額定電流，根據 可求出燈的額定功率。

本題測燈的功率，考查實驗原理，電路設計、器材選擇、電阻計算和設計方案測功率的能力。

[1]由歐姆定律，燈的額定電流為：

,

根據串聯電路的規律及歐姆定律，變阻器連入電路的電阻：

，

故選用滑動變阻器R乙；

[2]測量小燈泡電功率的實驗電路圖如下所示：

[3]小燈泡正常發光時的電阻為：

；

[4]實驗步驟：

①閉合開關S，S1接b，調節滑動變阻器R使小燈泡正常發光，記錄電壓表示數U1；

②閉合開關S，滑動變阻器滑片保持不動，S1接a，讀出此時電壓表示數為U2；

[5]在②中，電壓表測燈與定值電阻的電壓，因保持滑片位置不動，各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據串聯電路電壓的規律，此時定值電阻的電壓為U2-U1；由歐姆定律燈的額定電流：

，

則小燈泡額定功率：

。