Question

【题目】一只小灯泡的额定电压为2.0V，正常发光时的电阻约为8Ω．小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：一个电压表、一个电流表、一个开关，电源：电压为6V的A规格，电压为3V的B规格可选，滑动变阻器规格10Ω 2A，导线若干．
（1）为保证实验顺利进行，本实验应该选择（选填“A”或“B”）规格的电源．
（2）正确连接电路后闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，灯泡不发光，导致这一现象的原因可能是 ．
（3）更正错误后，小明调节滑动变阻器滑片位置直到电压表读数为2.0V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图甲所示，则小灯泡的额定电流为A，小灯泡的额定功率为W．
（4）完成上述实验后，小明打算增加一个定值电阻R0 ， 只利用一只电表，通过操作开关来测量小灯泡的额定功率．下列图乙中是小明设计的四种不同方案的电路图．其中能够测出小灯泡额定功率的有（选填序号）．

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）灯泡短路
（3）0.26；0.52
（4）B、C
【解析】解：（1）灯泡正常发光时滑动变阻器的电压：U滑=U﹣UL=U﹣2V，根据分压原理： = ，即 = ①若电源电压为6V，由①得，变阻器连入电路中的阻值大小：R滑=16Ω＞10Ω，故不可行；若电源电压3V， 由①得，变阻器连入电路中的阻值大小：R滑=4Ω＜10Ω，可行；故选用电压为3V的B规格的电源；（2）正确连接电路后闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，灯泡不发光，导致这一现象的原因可能是与电压表并联的灯泡短路了；（3）由图乙电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A，灯泡额定功率：P=UI=2V×0.26A=0.52W；（4）A、定值电阻与灯串联，电路中只有电压表，只闭合S2 ， 电表测定值电阻的电压；当只闭合S1时，电压表测灯与定值电阻的电压，无法确定灯是否正常发光，故A选项不可行；B、只闭合S2 ， 移动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，则灯正常发光；保持滑片位置不动，闭合S1 ， 断开合S2 ， 记下电压表的示数U1 ， 此时电压表测R0与灯的电压，因电路的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，R0的电压U0=U1﹣2V，通过R0的电流，即灯的额定电流：
I= ，根据P=UI可求灯的额定功率；故B选项可以；C、将S2往右上方打，灯与R0并联，电流表测通过R0的电流，移动滑片使电流表示数为I= = ，根据并联电路电压的规律，则灯的电压一定为2V，灯正常发光；
保持滑片位置不动，将S2往左下方打，记下电流表示数I′，即为灯与定值的总电流，因电路的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，通过灯与定值电阻的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流IL=I′﹣ ，根据P=UI可求灯的额定功率；故C选项可以；
D、图中只有电流表，通过开关的转换，定值电阻与灯分别与变阻器串联，无法确定灯是否正常发光，故D选项不可行；
故选BC．
所以答案是：（1）B；（2）灯泡短路；（3）0.26；0.52；（4）B、C．
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律的变形公式的相关知识点，需要掌握公式的理解：①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中；②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量；③计算时单位要统一才能正确解答此题．