Question

（2011?哈尔滨模拟）小红要测定一只标有“2.5V”字样的小灯泡的电功率．
（1）她测得了三组数据，如右表格所示，则小灯泡的额定功率为

0.75

W．

实验次数	1	2	3
电压/V	2.0	2.5	3.0
电流/A	0.25	0.30	0.33

（2）小红因需要知道一段电炉丝的电阻Rx，便想利用上述实验装置测量．可是连接电路时发现电流表已烧坏，原电路不能使用．请你利用现有器材（电压未知的电源、量程合适的电压表、最大阻值已知为R0的滑动变阻器、开关各一个，导线若干），帮助设计一个不用改变电压表位置就能测出这段电炉丝电阻的电路．画出电路图并写出测量过程（电路图画在虚线框内，电炉丝的符号用电阻的符号表示．）

（3）爱思考的小红想，既然电和磁有关系，那么就可以用此实验装置研究电流周围磁场的情况．请你分别回答利用何种器材根据什么现象说明磁场的方向和强弱（请填写表格中的空格）．（实验室备有足够的小磁针、铁钉、大头针）

选择的器材	观察的现象	说明的内容
		磁场方向
		磁场强弱

Answer 1

分析：（1）灯泡电压等于额定电压时的功率为额定功率，由表找出额定电压U对应的电流I，根据P=UI求出灯泡的功率．
（2）电源、滑动变阻器、电炉丝的电阻Rx串联，电压表并联在电炉丝的电阻Rx两端；测量过程：将滑片滑至b端，闭合开关，
记下电压表示数U_b；再将滑片滑至a端，记下电压表的示数U_a，由串联电路特点及欧姆定律可求出电炉丝的电阻R_x．
（3）可以用小磁针静止时N极的指向表示磁场的方向；可以用通电螺线管吸引铁定、大头针的多少来表示磁场的强弱．

解答：解：（1）由图知，灯泡的额定电压U=2.5V，对应的电流I=0.30A，灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（2）电源、滑动变阻器、电炉丝的电阻Rx串联，电压表并联在电炉丝的电阻Rx两端，电路图如图所示；
测量过程：将滑片滑至b端，闭合开关，记下电压表示数U_b；再将滑片滑至a端，记下电压表的示数U_a，
滑动变阻器两端的电压U_滑=U_b-U_a，电路电流I=

Ub-Ua

R0

，由欧姆定律得，电炉丝的电阻Rx=

Ua

I

=

Ua

Ub-Ua R0

=

UaR0

Ub-Ua

．
（3）说明磁场方向及强弱所选器材、实验现象如下表所示：

选择的器材	观察的现象	说明的内容
小磁针	小磁针静止时N极的指向	磁场方向
铁钉、大头针	通电螺线管吸引大头针的多少	磁场强弱

故答案为：（1）0.75；（2）电路图如右上图所示，测量过程：将滑片滑至b端，闭合开关，记下电压表示数U_b；再将滑片滑至a端，记下电压表的示数U_a，
滑动变阻器两端的电压U_滑=U_b-U_a，电路电流I=

Ub-Ua

R0

，由欧姆定律得，电炉丝的电阻R_x=

Ua

I

=

Ua

Ub-Ua R0

=

UaR0

Ub-Ua

．（3）如上表所示．

点评：本题考查了额定功率的计算、实验设计、测电阻等，有一定的难度；解题时应注意，灯泡在额定电压下的功率为额定功率；本题只用一个电压表而不用电流表设计实验测未知电阻的关键是利用串联电路的特点及欧姆定律，求出电路电流．