Question

【題目】在“測定小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)用一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表、一個(gè)開關(guān)、電壓為約為6V的電源、額定電壓為3.8V的小燈泡和一個(gè)標(biāo)有“20Ω 1.5A”的滑動變阻器，小燈泡的額定功率小于2W，設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示的電路．
（1）實(shí)驗(yàn)原理；
（2）請用鉛筆畫線代替導(dǎo)線，按照圖甲所示的電路圖，將圖乙的實(shí)物電路連接完整；
（3）電路接好后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數(shù)較大．電路連接無誤，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是 ， ； A．更換電池或小燈泡 B．檢查電路是否短路
C．移動滑動變阻器滑片至最大值位置 D．?dāng)嚅_電路開關(guān)
（4）在實(shí)驗(yàn)中，若電壓表示數(shù)為2V，為了使燈兩端電壓達(dá)到3.8V，必須將滑片向（左/右）調(diào)節(jié)；當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙，則燈泡的額定功率為W；
（5）若實(shí)驗(yàn)中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小明選用一個(gè)R0=5Ω的電阻，設(shè)計(jì)了如圖丁的電路及實(shí)驗(yàn)方案：
①調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為額定電壓；
②保持滑片位置不變，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，測出R0兩端的電壓U0 ， 通過計(jì)算得到小燈泡的額定功率．指出他的設(shè)計(jì)方案中存在的兩個(gè)問題：
問題一：； 問題二： ．
（6）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明把小燈泡更換成定值電阻（如圖戊），利用原電路繼續(xù)探究“電流與電阻”的關(guān)系：實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明先將5Ω電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為2V，記下對應(yīng)的電流；再將5Ω的電阻更換為10Ω電阻，將滑動變阻器適當(dāng)移動，使電壓表示數(shù)仍為2V；當(dāng)小明再換接15Ω電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，都不能使電壓表示數(shù)為2V．．請你在不增減器材的條件下幫小明解決這個(gè)問題，完成實(shí)驗(yàn)，你的方法是： ．

Answer 1

【答案】
（1）P=UI
（2）解：如下圖所示：

（3）D；C
（4）右；1.52
（5）電壓表的正負(fù)接線柱接反了；R0阻值偏大
（6）將導(dǎo)體兩端的電壓控制為3V
【解析】解：（1）本實(shí)驗(yàn)的原理是：P=UI；（2）通過電燈的電流：I= = ≈0.52A，因此選擇電流表量程為0～0.6A，并將電流表、開關(guān)以及滑動變阻器串聯(lián)連接即可．（3）小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數(shù)較大，說明小燈泡兩端電壓太高，電路中電流太大，原因是滑動變阻器沒移到阻值最大處，按要求應(yīng)先斷開開關(guān)再移滑片，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是D、C；（4）為使燈兩端的電壓增大為3.8V，就要使滑動變阻器兩端的電壓減小，連入的電阻減小，由圖乙可知，所以要向右端移動滑片；由小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣可知，小燈泡額定電壓為3.8V，即小燈泡在3.8V電壓下正常工作．由丙圖可知，電流表量程為0.6A，分度值為0.02A，則電流表示數(shù)為0.4A． 小燈額定功率為P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；（5）原電路中，電壓表的a接線柱與電源的正接線柱相連，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)致電壓表的正負(fù)接線柱接反了，不能測出R0兩端的電壓；
燈泡正常工作時(shí)電流約為I≈0.52A，定值電阻的電壓U0=IR0=0.52A×5Ω=2.6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，電源電壓U=U燈+U0=3.8V+2.6V=6.4V，而根據(jù)電源電壓，U=6V太低，造成這種情況的原因是R0阻值偏大，根據(jù)分壓原理，R0兩端電壓偏大，電壓表示數(shù)無法調(diào)到3.8V；
將5Ω的電阻換為10Ω后，電壓表的示數(shù)變大，所以應(yīng)增大滑動變阻器的阻值，將滑片向右滑動，保持電壓表的示數(shù)為2V，并讀出電流表的示數(shù)；
換接15Ω電阻時(shí)，根據(jù)串分壓的知識，電壓表的示數(shù)變大，為使電壓表的示數(shù)不變，所需滑動變阻器的阻值更大，電壓表的示數(shù)無法達(dá)到2V，可能是滑動變阻器的阻值太小或是定值電阻兩端的電壓保持太低或是電源電壓太高造成；在不改變電路和器材的前提下，針對這一問題，改進(jìn)的方法是：適當(dāng)提高定值電阻兩端的電壓，如：保持定值電阻兩端的電壓為3V不變．
所以答案是：（1）P=UI； （2）如上圖； （3）D； C；（4）右； 1.52；（5）電壓表的正負(fù)接線柱接反了； R0阻值偏大；（6）將導(dǎo)體兩端的電壓控制為3V．