Question

【題目】在“測量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，已連接的部分電路如圖a所示．圖中電源電壓恒定，小燈泡上只能看到“3.8V”字樣．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線．將圖中的實(shí)物電路連接完整．

（__________）

（2）正確連接實(shí)驗(yàn)電路后，開關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)．其故障原因可能是：_______．

（3）故障排除后開始實(shí)驗(yàn)．當(dāng)變阻器滑片滑到圖示位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為3.0V．接著應(yīng)將滑片向_________滑動(dòng)，直至燈泡兩端電壓為額定電壓，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖b所示，則燈泡的額定功率為_________W．

（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表損壞，他們想設(shè)計(jì)一個(gè)不用電流表測定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)．于是向老師要了一個(gè)阻值為R0的定值電阻（阻值適當(dāng)）和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)（符號(hào)為：），借助原有的實(shí)驗(yàn)器材，順利完成了實(shí)驗(yàn)．假如由你來做該實(shí)驗(yàn)，要求電路只連接一次，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案．

①在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

（__________）

②簡述實(shí)驗(yàn)步驟：________________________．（用相應(yīng)的字母表示測出的物理量）

③寫出燈泡額定功率的表達(dá)式P額=___________．（用已知量和測量量表示）

Answer 1

【答案】 燈泡處斷路 右 1.52 詳見解析

【解析】

（1）小燈泡上只能看到“3.8V”字樣，即燈的額定電壓3.8V，所以電壓表應(yīng)選用大量程，變阻器接線柱要一上一下，與燈串聯(lián)，如圖所示；

（2）小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路；電壓表有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的電路出現(xiàn)斷路，即小燈泡斷路；

（3）電壓表示數(shù)為3.0V小于燈泡額定電壓，為使燈泡的電壓等于額定電壓，由圖a可知，應(yīng)向右移動(dòng)滑片，減小變阻器連入阻值，以減小變阻器分得電壓，從而使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V；由圖a可知，電流表選擇的量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，則小燈泡額定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；

（4）①實(shí)驗(yàn)器材中沒有電流表，只有電壓表和定值電阻，可根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)設(shè)計(jì)電路，即燈泡與定值電阻、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)組成電路，如圖所示：

②實(shí)驗(yàn)步驟：a、閉合開關(guān)S1，S2接1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為U1=3.8V；

b、保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，S2接2，讀出電壓表示數(shù)U；

③根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知，定值電阻R0兩端的電壓：U0=U-3.8V，

根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：，

燈泡額定功率：。