Question

小明按照如图所示的电路图连接好电路，测量一只额定电压为2.5V的灯泡的电功率，部分实验数据和现象如下表

小明按照如图所示的电路图连接好电路，测量一只额定电压为2.5V的灯泡的电功率，部分实验数据和现象如下表．实验次数电压表示数/v电流表示数/A灯泡亮度110.2较暗22.5/正常发光360不发光（1）闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到______端．（2）如果实验过程电压表示数突然变为0，而电流表示数不变，则发生断路的是______．（3）分析表中实验数据可知，所用电源电压约为______V．（4）若小明手边有“1.5A 50Ω”和“2.0A 20Ω”两种规格的滑动变阻器，“0～3V”和“0～15V”两个量程的电压表，上面实验中他选用的滑动变阻器规格为______，选用的电压表量程为______．（5）由于小明粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻R=U1I1=1V0.1A=5Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=U22R=(2.5V)25Ω=1.25W．则灯泡的额定功率______（＞/=/＜）1.25W．（6）若在实验过程中小明发现电流表已坏，但手边还有一阻值已知为R0的定值电阻和若干开关，不添加任何其它器材，请你在方框内帮小明设计一个只接一次线就能测出灯泡额定功率的电路图．

Answer 1

（1）由电路图可知，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（2）如果实验过程电压表示数突然变为0，可能是电压表断路或与电压表并联的灯泡短路；
电流表示数不变，说明电路总电阻不变，灯泡不可能短路，电路故障是断路，发生断路的是电压表．
（3）第一次实验灯泡较暗，是因为滑动变阻器连入电路电阻较大，使电路总电阻较大，电路电流很小，不能使灯泡发光．这时调节滑动变阻器滑片，减小电路总电阻，增大电路电流，使灯泡发光．当电路电流增大到一定程度，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压时，灯泡的灯丝被烧断，电压表串联在电路中测电源电压，所以电源电压为6V．
（4）由表中数据可知，第一次实验时，U₁=1V，I₁=0.2A，滑动变阻器两端的电压U_R=U-U₁=6V-1V=5V．
∵I=

U

R

，∴此时滑动变阻器的阻值R=

UR

I

=

5V

0.2A

=25Ω，显然“2.0A 20Ω”规格的滑动变阻器不可以，所以他选用的滑动变阻器规格为1.5A 50Ω；由电灯泡的额定电压为2.5V可知，所选用的电压表量程为0～3V．
（5）∵I=

U

R

，∴第一次实验数据计算出灯泡电阻R=

U1

I1

=

1V

0.2A

=5Ω；随灯泡两端电压增大，灯丝温度升高，灯丝电阻增大，当灯泡电压是2.5V时，灯丝电阻R＞5Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=

U 2 2

R

=

(2.5V)2

5Ω

=1.25W，此时计算的额定功率偏大，所以灯泡的额定功率小于1.25W．
（6）利用伏阻法来测量小灯泡的额定功率．用导线把灯泡、定值电阻、滑动变阻器、开关、电源串联，电压表分别与灯和定值电阻并联．实验电路图如下图所示．

故答案为：（1）右；（2）电压表；（3）6；（4）1.5A 50Ω；0～3V；（5）小于；（6）如图所示．