Question

一个额定电压为3.8V小灯泡，工作时的电阻约为10Ω．小明想测量小灯泡的额定功率．现有电源（电压恒为8V）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为“10Ω  1A” 、“50Ω  0.5A”和“500Ω  0.1A”的滑动变阻器各一个，导线若干．

（1）为完成实验，应该选取规格为______________的滑动变阻器．

（2）图甲是小明根据选择的实验器材连接的实物图．图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并在图中改正．

（_____）

（3）正确连线后，闭合开关，滑动变阻器滑片P移动到某一位置，电压表示数为2.5V，此时应将滑片P向_________（选填“A”或“B”）端移动．当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率是_________W．

（4）小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验（电源电压不变，R阻值已知）

①闭合开关S和S₁，断开S₂，并调节滑动变阻器使电压表示数为U_额．

②闭合开关S和S₂，断开S₁，滑动变阻器滑片P___________（选填“移至变阻器最左端”、“不动”或“移至变阻器最右端”），读出此时电压表示数为U；

则小灯泡额定功率的表达式P_额=_________．（用U_额、R、U表示）

Answer

“50Ω 0.5A” B 1.14 不动

【解析】

（1）已知电源电压为8V且保持不变，实验中小灯泡额定电压为3.8V，电路中电流：

I＝＝＝0.38A＞0.1A；

故变阻器分得的电压为U滑＝8V﹣3.8V＝4.2V，由欧姆定律，灯正常发光时，变阻器连入电路中的电阻：

R滑大＝==11Ω，有三种规格滑动变阻器，应选用“50Ω 0.5A”的变阻器；

（2）原电路中，电压表串联接入了电路中，而电流表与灯并联，这两处是错误的，电压表应与灯并联，电流表与灯串联，如下所示：

（3）闭合开关，滑动变阻器滑片P移动到某一位置，电压表示数为2.5V，灯在额定电压下正常发光，2.5V小于灯的额定电压3.8V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为额定电压；

电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率P额＝U额I＝3.8V×0.3A＝1.14W；

（4）小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验（电源电压不变，R阻值已知）

①闭合开关S和S1，断开S2，该电路为串联电路，电压表测量灯泡两端的电压，并调节滑动变阻器使电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；

②闭合开关S和S2，断开S1，滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U，此时电压表测量的是灯泡与定值电阻两端的总电压，根据串联电路的电压规律可知，定值电阻两端的电压为：UR＝U﹣U额；通过电阻的电流即灯泡的电流为：I额＝IR＝；

则小灯泡额定功率的表达式：P额＝U额I额＝U额×IR＝U额×＝。