Question

7．小陸同學(xué)要測(cè)量額定電壓為2.8V的小燈泡的額定功率，他根據(jù)老師給出如圖1所示的器材畫(huà)出了電路圖，然后順利完成了實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你完成以下問(wèn)題：
（1）在虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；

（說(shuō)明：電流表接線柱由左至右依次為“-”，“0.6”，“3”；電壓表接線柱由左至右依次為“-”，“3”，“15”．）
（2）若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖2所示，則小陸接下來(lái)應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值調(diào)�。ㄟx填“大”或“小”）
（3）實(shí)驗(yàn)完成后，老師將小陸同學(xué)的電流表取走，換上一個(gè)阻值為R的定值電阻和一個(gè)控制電路已經(jīng)接好的電磁繼電器，要求重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，只控制電磁繼電器的開(kāi)關(guān)就能測(cè)出小燈泡的額定功率．小陸同學(xué)經(jīng)過(guò)與小組同伴的仔細(xì)探討，終于設(shè)計(jì)出一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方案（見(jiàn)圖3），順利完成了老師交給的實(shí)驗(yàn)任務(wù)．請(qǐng)你根據(jù)這個(gè)方案，將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，所測(cè)出的物理量用相應(yīng)的字母表示：
a．按電路圖連接好電路，檢查無(wú)誤后將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最右端；
b．閉合S₁、S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻力器，直到電壓表示數(shù)等于小燈泡的額定電壓U_額（2.8V）；
c．?dāng)嚅_(kāi)S₁，讀出電壓表的示數(shù)為U_總；
d．實(shí)驗(yàn)完成后整理器材，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得小燈泡的額定功率表達(dá)式為：P_額=$\frac{{{U}_{額}（U}_{總}(cāng)-{U}_{額}）}{R}$．

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器接一上一下；
（2）根據(jù)圖2讀出電壓表的示數(shù)；
燈泡兩端的電壓低于額定電壓，要正常發(fā)光，需減小滑動(dòng)變阻器的阻值；
（3）分析電壓表在不同情況下所測(cè)電壓，便可得出結(jié)論．

解答 解：（1）畫(huà)出電路圖，如圖所示：
 
（2）由圖2知，電壓表的量程為0～3V，示數(shù)為2.5V，低于額定電壓，所以需減小滑動(dòng)變阻器的阻值，使燈泡兩端的電壓達(dá)到2.8V；
（3）由圖知，當(dāng)閉合S₁、S₂，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，此時(shí)電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為額定電壓；
斷開(kāi)S₁，電磁鐵無(wú)磁性，銜鐵被拉起，此時(shí)電壓表測(cè)量燈泡與定值電阻兩端的總電壓，則定值電阻兩端的電壓為U_總-U_額；
燈泡的額定電流I_額=$\frac{{U}_{總}(cāng)-{U}_{額}}{R}$；
則燈泡的額定功率：P_額=U_額I_額=$\frac{{{U}_{額}（U}_{總}(cāng)-{U}_{額}）}{R}$．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）小；（3）b．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻力器，直到電壓表示數(shù)等于小燈泡的額定電壓U_額（2.8V）；c．讀出電壓表的示數(shù)為U_總；d．P_額=$\frac{{{U}_{額}（U}_{總}(cāng)-{U}_{額}）}{R}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量額定功率的實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用，本題的（3）問(wèn)是該題的難點(diǎn)，能夠正確分析出兩種情況下電壓表所測(cè)的電路是解決問(wèn)題的關(guān)鍵．