Question

【题目】在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间．所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（50Ω 1A）一个，导线若干
（1）如图甲所示是小明没有连接完的实物电路，请用笔画线代替导线将实物图补充完整．

（2）闭合开关前，甲图中的滑片P应位于（选填“左”或“右”）端；闭合开关无论怎样移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是（写出一种即可）．
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，读数为V，小灯泡的额定功率为W．

（4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了小灯泡的额定功率．她设计了如图丙所示电路图，请你帮她完成实验步骤并写出测定额定功率的表达式．

实验步骤：
①按图连接电路； 然后只闭合开关S1 ， 移动滑片P，使电流表的示数为；
②再闭合开关S2 ， 滑片P位置 （填：“动”或“不动”），记下电流表示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式：P额= ．（可能用到的物理量有：电源电压U、灯泡的额定电流Ie、滑动变阻器的最大阻值R0、实验中测得的I）
（5）小亮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，保持电压表示数始终为2V，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Ω．

Answer 1

【答案】
（1）

解：电路图如图1所示：

（2）右；灯泡断路
（3）4；1.2
（4）0.3A；不动；Ie2（ ﹣ ）
（5）25
【解析】解：（1）灯泡额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，则灯泡额定电压U=IR在3V～4.5V间，电压表应选0～15V量程，电压表与灯泡并联，电路图如图1所示：
；（2）在连接电路时，为防止电路中电流过大，开关应断开，滑动变阻器的滑片应滑到电阻最大位置，即最右端位置；闭合开关，灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表有示数，说明电压表与电源相连通，测量电源电压，则与电压表并联的灯丝断了，电压表串联在电路中，即灯泡断路．（3）电压表量程是0～15V，由图乙可知，电压表分度值是0.5V，电压表示数是4V，灯泡额定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；（4）首先，只闭合开关S1 ， 移动滑片P，使电流表的示数为0.3A，此时灯泡正常发光；
再闭合开关S2 ， 不移动滑片P位置，记下电流表示数为I，则此时滑动变阻器的阻值R滑= ；
则灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压U滑=IeR滑= ，灯泡的额定电压U额=U﹣U滑=U﹣ ，则灯泡的额定功率：
P额=U额I额=（U﹣ ，）Ie=Ie2（ ﹣ ）．（5）在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电阻两端的电压为2V不变，则根据串联电路的电流相同的特点得：
I定值=I滑动 ，
即： = ，
= ，
故R定值= R滑动 ，
因为R滑动≤50Ω，所以R定值= R滑动≤ ×50Ω=25Ω．
所以答案是：（1）见上图；（2）右；灯泡断路；（3）4；1.2；（4）①0.3A；②不动；③Ie2（ ﹣ ）；（5）25．