两组同学想研究“灯泡亮度改变时电功率的变化”情况．提供的器材有：两个实验室用小灯泡（一个字迹模糊，一个标有“1.5V”）、两种规格滑动变阻器（“0～15Ω”、“0～25Ω”），电源

Question

两组同学想研究“灯泡亮度改变时电功率的变化”情况．提供的器材有：两个实验室用小灯泡（一个字迹模糊，一个标有“1.5V”）、两种规格滑动变阻器（“0～15Ω”、“0～25Ω”），电源（电压相等且保持不变）、电流表和电压表、开关、导线若干．

（1）电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来进行的操作有效是___
A．检查滑动变阻器是否断路　　        B．检查小灯泡是否断路
C．移动滑动变阻器滑片                D．检查开关是否接触良好
（2）两组同学连接好电路后，调节滑片过程中电表示数和灯的亮度都发生变化，当滑动变阻器滑片位置都恰好在中点时，电压表示数均为1.5V，电流表示数也相同（如图a所示），此时甲组的灯泡比乙组的暗．
①电流表读数为___A．
②标有1.5V的灯是___（选填“甲”或“乙”）．
③请在图b中将乙组同学设计的电路图补充完整；乙组同学所选用的滑动变阻器规格为___．
④两组同学所使用的电源电压是___V，乙组同学所测灯泡的电功率为___W．

Answer 1

（1）闭合开关前，滑片置于阻值最大处，闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，电路不存在断路，滑动变阻器阻值全部接入电路，电路总电阻很大，电路电流很小，灯泡实际功率很小，可能不足以引起灯泡发光，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；故选C；
（2）①根据图a可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
②③根据题意“电流表示数也相同，此时甲组的灯泡比乙组的暗”可知，乙组灯泡的实际功率较大，乙组灯泡的实际电压较大，根据串联分压的知识可知，乙组滑动变阻器分得电压较小，则乙组的滑动变阻器接入电路的阻值较小，且滑片均在中点，说明乙组同学所选用的滑动变阻器最大阻值较小，其最大阻值为15欧；所以乙组同学所选用的滑动变阻器规格为0～15Ω，甲组所选用的滑动变阻器规格为0～25Ω．
当滑片在中点时，甲组滑动变阻器两端电压为：U₁=I×(1)/(2)R₁=0.2A×(1)/(2)×25Ω=2.5V；
甲组滑动变阻器两端电压为：U₂=I×(1)/(2)R₂=0.2A×(1)/(2)×15Ω=1.5V；
由于电压表示数均为1.5V，故甲组同学是把电压表并联在小灯泡的两端，乙组同学是把电压表并联在滑动变阻器的两端，即标有1.5V的灯是甲．
乙组同学设计的电路图如下图所示：

④因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，并且电源电压不变，
根据甲组同学的数据可知，因此电源电压：U=U_L+U₁=1.5V+2.5V=4V；
此时乙组同学所测灯泡的电压：U_L′=U-U₂=4V-1.5V=2.5V，
乙组同学所测灯泡的电功率：P=U_L′I=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：（1）C；（2）①0.2； ②甲； ③0～15Ω；④4；0.5．