Question

如图甲是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V．（1）小勇

如图甲是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V．（1）小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，但电压表有示数，则其原因可能是______．（2）排除故障，开始实验，移动变阻器滑片，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率为______W．（3）在不改变图甲电路和元件的前提下，能否利用控制变量法来探究电流与电压的关系？为什么？______、______．（4）小明在实验时，不小心将电流表损坏，由于没有多余的电流表更换，老师取走电流表，并拿来一只定值电阻R0，请你帮助小明借助现有的实验器材，在图丙方框内设计出相应的电路，测出灯泡的额定功率．小明的实验步骤应该是：①______②______③计算灯泡额定功率的表达式为P额=______（用已知量和测量量表示）．

Answer 1

（1）闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，但电压表有示数，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．即灯泡断路了；
（2）灯泡正常发光时的电压为2.5V，因此闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以灯泡的额定电流为0.3A；
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（3）探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变，由于灯泡电阻随温度变化为变化，不是定值，所以不能用该实验装置探究电流与电压的关系．
（4）①要测小灯泡的额定功率，必须测出额定电压下小灯泡的电流； 在电流表不能使用时，可以把已知阻值的定值电阻串联到电路中，当小灯泡正常工作时，利用电压表测出定值电阻两端的电压，再根据欧姆定律求出电流，即为小灯泡的额定电流，再根据P=UI求出灯泡的额定功率，所以改变后的实验方案电路图如图所示：
主要实验操作步骤：
①将电压表与灯泡并联，闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为U_额=2.5V，并记录数据；
②保持变阻器连入阻值不变，再用电压表测出定值电阻两端的电压U₀；
③根据上述测量的结果，小灯泡额定功率的表达式：
P_额=

U额U0

R0

故答案为：（1）灯泡断路；（2）0.75；（3）不能；灯泡的电阻随温度的升高而增大，无法控制电阻一定；
（4）图略
①将电压表与灯泡并联，闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为U_额；
②保持变阻器连入阻值不变，再用电压表测出定值电阻两端的电压U₀；
③

U额U0

R0