Question

5．小華同學(xué)對(duì)“伏安法”不太了解，向老師請(qǐng)教．物理老師告訴他，所謂“伏安法”就是通過(guò)測(cè)量電壓和電流來(lái)得到有關(guān)物理量的一種研究方法．物理老師為了讓小華深入理解“伏安法”，拿出了一些實(shí)驗(yàn)器材，有電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、6V的電源、“3.8V、0.4A”的小燈泡，標(biāo)有“20Ω、1.5A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干．

（1）物理老師畫出了圖1甲的電路圖，讓小華同學(xué)按圖連接實(shí)驗(yàn)器材，并要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，小燈泡變亮．請(qǐng)你代替小華完成圖2乙的電路連接．
（2）小華連好電路后閉合開(kāi)關(guān)，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光．物理老師迅速斷開(kāi)了開(kāi)關(guān)，告訴小華電路連接出現(xiàn)不當(dāng)之處．你知道不當(dāng)之處在哪里嗎？答：滑動(dòng)變阻器的阻值沒(méi)有調(diào)到最大阻值．
（3）物理老師問(wèn)到：利用該組實(shí)驗(yàn)器材能進(jìn)行“伏安法”實(shí)驗(yàn)有：伏安法測(cè)電阻 和伏安法測(cè)電功率；它們的實(shí)驗(yàn)原理分別為：R=$\frac{U}{I}$ 和P=UI．
（4）物理老師移動(dòng)滑動(dòng)變阻器后，電流表和電壓表出現(xiàn)了如圖3示的現(xiàn)象，要求小華根據(jù)“伏安法”分別算出相關(guān)物理量：9.23Ω和0.624W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電流選擇電流表的量程，使電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器以及開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，小燈泡變亮，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，故將滑動(dòng)變阻器的右下接線柱接入電路；
（2）連好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光說(shuō)明電路電流很大，故滑動(dòng)變阻器的阻值沒(méi)有調(diào)到最大阻值處．
（3）伏安法既可以測(cè)量燈絲的電阻，又可以測(cè)量燈泡的功率；
（4）根據(jù)燈泡的額定電流和額定電壓以及指針的位置確定電壓表和電流表的量程，再根據(jù)儀表的分度值和指針位置讀出儀表的示數(shù)，最后利用R=$\frac{U}{I}$和P=UI求出燈絲的電阻和燈泡的功率．

解答 解：（1）已知燈泡的額定電流為0.4A，因此電流表量程選擇0～0.6A；
使電流表的0.6A接線柱與燈泡的左接線柱相連，使滑動(dòng)變阻器的右下接線柱與開(kāi)關(guān)的右接線柱相連；如下圖所示：

（2）連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光說(shuō)明電路電流很大，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的阻值沒(méi)有調(diào)到最大阻值處；
阻器沒(méi)調(diào)到最大阻值．
（3）伏安法既可以測(cè)量燈絲的電阻，又可以測(cè)量燈泡的功率，因此利用“伏安法”進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有伏安法測(cè)電阻和伏安法測(cè)電功率，其原理分別為R=$\frac{U}{I}$和P=UI；
（4）已知燈泡的額定電流為0.4A，因此電流表量程選擇0～0.6A，分度值為0.1A，示數(shù)為0.26A；
因?yàn)闊襞莸念~定電壓為3.8V，根據(jù)電壓表的指針可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，燈絲的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.4V}{0.26A}$=9.23Ω；
燈泡的功率：P=UI=2.4V×0.26A=0.624W．
故答案為：（2）滑動(dòng)變阻器的阻值沒(méi)有調(diào)到最大阻值；（3）伏安法測(cè)電阻；伏安法測(cè)電功率；R=$\frac{U}{I}$；P=UI；（4）9.23Ω；0.624W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物圖的連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、伏安法的應(yīng)用和相關(guān)實(shí)驗(yàn)的原理、電流表和電流表的讀數(shù)以及電阻和功率的計(jì)算等，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，是實(shí)驗(yàn)的�？紗�(wèn)題，一定要掌握；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，應(yīng)先確定電表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．