Question

2．在測(cè)量額定電壓為3.8V、阻值大約為10Ω的小燈泡的電功率時(shí)，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω  1A”的字樣，小明同學(xué)已連接的部分電路如圖甲所示．

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，在甲圖中把電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）．
（2）本次實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量小燈泡兩端電壓分別為U_額、0.8U_額、1.2U_額這三種情況下的電功率，請(qǐng)?jiān)谙旅婵瞻滋幵O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格（不填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）．
（3）小明連完電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)小燈泡L發(fā)光較暗，觀察電壓表、電流表均有示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表、電流表示數(shù)均不變，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是滑動(dòng)變阻器都接下面兩個(gè)接線柱．
（4）排出故障后，閉合開關(guān)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到某位置時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)如圖乙示數(shù)，則通過小燈泡的電流為0.32A，其額定功率是1.216W．
（5）小紅發(fā)現(xiàn)電壓表損壞，老師又給了她兩個(gè)開關(guān)S₁、S₂和一個(gè)阻值為R的定值電阻，其他器材與小明的相同，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路也測(cè)定了該小燈泡的額定功率，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟及表達(dá)式．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開關(guān)S、s₁，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表A的示數(shù)為$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$；；
②保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，閉合開關(guān)s₂，斷開開關(guān)s₁，讀出電壓表A的示數(shù)為I．
表達(dá)式：P_額=3.8V×（I-$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$）．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，將燈泡、電流表以及滑動(dòng)變阻器串聯(lián)連接，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意滑動(dòng)變阻器按一上一下原則接線．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格；
（3）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電壓表和電．流表示數(shù)都不變，滑動(dòng)變阻器都接上面或下面兩個(gè)接線柱，然后由燈泡的較暗或較亮判斷具體情況
（4）電壓表測(cè)燈泡電壓，燈泡正常工作時(shí)，電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓，讀出電流值，根據(jù)P=UI計(jì)算功率；
（5）利用已知阻值的電阻R₀和電流表及滑動(dòng)變阻器，將燈泡兩端的電壓調(diào)至3.8V，再用電流表測(cè)出通過燈泡的電流，最后利用P=UI算出燈泡功率．

解答 解：（1）燈泡額定電壓為3.8V，電壓表選0～15V量程，
把電源、開關(guān)、燈泡、電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，實(shí)物電路圖如圖所示：
（2）實(shí)驗(yàn)需要記錄電壓、電流、燈泡功率，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓U/V	電流I/A	功率P/W
1
2
3

（3）移動(dòng)滑片，電壓表和電流表示數(shù)都不變，滑動(dòng)變阻器都接上面或都接下面兩個(gè)接線柱；燈泡較暗時(shí)，滑動(dòng)變阻器都接下面兩個(gè)接線柱；
（4）電壓表測(cè)燈泡電壓，燈泡正常工作時(shí)，電壓表示數(shù)為3.8V，
電流表0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.32A，
P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
（5）步驟：①閉合開關(guān)S、s₁，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表A的示數(shù)為$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$；
②保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，閉合開關(guān)s₂，斷開開關(guān)s₁，讀出電壓表A的示數(shù)為I；
③小燈泡的額定功率表達(dá)式：P_額=3.8V×（I-$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$）．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）表格如上表所示；（3）滑動(dòng)變阻器都接下面兩個(gè)接線柱；（4）0.32；1.216；（5）：①閉合開關(guān)S、s₁，調(diào)節(jié)滑片P，使電流表A的示數(shù)為$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$；
②保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，閉合開關(guān)s₂，斷開開關(guān)s₁，讀出電壓表A的示數(shù)為I；
③3.8V×（I-$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$）．

點(diǎn)評(píng) 本題最大難點(diǎn)在本題考查了實(shí)物圖的連接、電壓表量程的選擇和連接、滑動(dòng)變阻器接線柱的選擇、連接閉合開關(guān)前滑片的位置、電流表讀數(shù)、功率計(jì)算、故障問題分析等，這些都是很基礎(chǔ)、很重點(diǎn)的內(nèi)容，在試題中出現(xiàn)的頻率高，綜合性較強(qiáng)．