Question

小明同学在做“测定小灯泡的电功率”的实验时，所用电源电压为三节新干电池串联并保持不变，实验用小灯泡

小明同学在做“测定小灯泡的电功率”的实验时，所用电源电压为三节新干电池串联并保持不变，实验用小灯泡上标有“？、0.2A”字样，其中“？”表示额 定电压模糊不清．（1）如图是小明连接的实物图．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不发光，经检查，是由于其中一根导线连接错误．请你在实物图中连接错误的导线上打“X”并补画出正确的连线．（2）小明将电路的错误连线改正后，当 他闭合开关时，发现灯泡不亮，于是立刻举手要求老师更换灯泡，其实他的做法是欠妥的，正确的做法应该是______．若发现小灯泡不亮，电流表指针不动，电压表的示数为 4.5V，则此故障可能可为______．（3）小明排除故障后按照正确的操作进行实验，当他刚闭合开关时V，发现电压表、电 流表的示数分别为1.5V和0.15A，然后移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，滑片恰好在变阻器的中点上，小灯泡的额定电压为______V、额定功率为______W，所用滑动变阻器的最大阻值为______?．（4）明确了额定电压以后，小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格．这张表格的设计不合理是______． 次数 U/V I/A P/W 平均值P/W 1 2 3 （5）小明利用该电路探究电流跟电阻的关系他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持 电压表示数为1.5V，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于______?．

Answer 1

（1）电路图：

（2）为了保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处；闭合开关时，发现灯泡不亮，可能是滑动变阻器连人电路的阻值太大，应先调节滑动变阻器；若发现小灯泡不亮，电流表指针不动，电压表的示数为 4.5V，即为电源电压，所以此故障可能可为灯泡被短路；
（3）当刚闭合开关时，滑动变阻器的阻值最大，滑动变阻器与灯泡串联，此时灯泡两端的电压为1.5V，则滑动变阻器两端的电压为U₁=4.5V-1.5V=3V；通过滑动变阻器的电流为I₁=0.15A，滑动变阻器的最大阻值为R₀=

U1

I1

=

3V

0.15A

=20Ω；然后移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时通过灯泡的电流为额的电流I₂=0.2A，滑片恰好在变阻器的中点上，此时滑动变阻器的阻值为R=

1

2

R0=

1

2

×20Ω=10Ω；此时滑动变阻器两端电压U′=II₂R=0.2A×10Ω=2V，小灯泡两端的电压即额定电压U₂=U-U′=4.5V-2V=2.5V；所以灯泡的额定功率P=U₂I₂=2.5V×0.2A=0.5W．
（4）本实验研究灯泡的实际功率与电压的关系，不是测量灯泡的平均功率，所以表格的最后一项平均功率没有必要；
（5）根据题意可知，保持电压表示数为1.5V不变，滑动变阻器两端的电压保持3V不变，根据题目第（3）小题可知此时电路中的电流为0.15A，电阻阻值最大为R_大=

1.5V

0.15A

=10Ω．
故答案为：（1）电路图见解答；（2）应先调节滑动变阻器的滑片；灯泡被短路；（3）2.5；0.5；20；（4）表格的最后一项平均功率没有必要；（5）10．