Question

17．在測定“小燈泡額定電功率”的實驗中，電源電壓為4.5V且保持不變，小燈泡額定電壓為3V，電阻約為10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1中的實物電路連接完整．
（2）當(dāng)小明同學(xué)按要求將圖1電路正確連接后，閉合開關(guān)，移動變阻器滑片P到某一點時，電流表示數(shù)（如圖2甲所示）為0.2A，電壓表示數(shù)（如圖2乙所示）為2V．若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖中變阻器滑片P向B端（填“A”或“B”）移動，使電壓表的示數(shù)為3V．
（3）另一組的小紅同學(xué)在連線時，不小心將線接錯了，使開關(guān)閉合后，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大時，電壓表示數(shù)卻變小，你分析一下產(chǎn)生這個現(xiàn)象的原因是電壓表測滑動變阻器兩端的電壓了（電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了）．
（4）此實驗還可以只用電流表而不用電壓表也能測燈泡額定功率，其電路如圖2丙所示，R₀=10Ω，其中關(guān)鍵的一步是必須調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A₂的示數(shù)為0.3A時，再讀出電流表A₁的示數(shù)，才能計算出小燈泡的額定功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù) 燈的額定電壓確定電壓表量程與燈并聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出燈正常工作時的電流大小確定電流表量程與燈串聯(lián)；
（2）分別根據(jù)電表小量程分度值讀數(shù)；
燈在額定電壓下正常發(fā)光，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動的方向；
（3）根據(jù)歐姆定律判斷變阻器連入電路中的電阻變化，由分壓原理結(jié)合串聯(lián)電路電壓的規(guī)律判斷電壓表的連接；
（4）此題用到了雙安法測電功率．要測量小燈泡的額定功率，小燈泡兩端的電壓為額定電壓，根據(jù)并聯(lián)電路兩端電壓相等和利用歐姆定律計算電流即可．

解答 解：（1）小燈泡額定電壓為3V，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，電阻約為10Ω，燈正常發(fā)時的電流：
I=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，電流表選用小量程與燈串聯(lián)，如下所示：

（2）圖2甲中，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.2A，
如圖2乙所示電壓表選用小量程，分度值為0.1V，電壓表示數(shù)2V，小于燈的額定電3V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向B移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓3V；
（3）移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大時，由歐姆定律，電路中電阻減小，變阻器連入電路中的電阻減小，根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓減小，燈的電壓增大，根據(jù)電壓表示數(shù)卻變小，故電壓表測滑動變阻器兩端的電壓了（電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了）；
（4）要測量小燈泡的額定功率，小燈泡兩端的電壓為額定電壓3V，根據(jù)并聯(lián)電路兩端電壓相等，則定值電阻兩端電壓也等于3V，又知R₀=10Ω，故電流表A₂的示數(shù)為I₂=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}=\frac{3V}{10Ω}$=0.3A．
故答案為：（1）如上所示；
（2）0.2； 2； B；
（3）電壓表測滑動變阻器兩端的電壓了（電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了）；
（4）0.3．

點評 此題主要考查學(xué)生對于伏安法測電功率實驗的理解和掌握，涉及電路的連接、滑動變阻器的作用、操作過程、額定功率的計算，反常現(xiàn)象的判斷、及設(shè)計實驗方案的能力．