Question

有一个额定电压为3.8V的小灯泡，电阻大约为10Ω，小明想利用如图甲测定这个小灯泡的额定功率。

（1）在测量L₁额定功率的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，电源电压为6V且保持不变。

①图甲中用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡逐渐变亮，连线不得交叉）；_____

②在连接电路时，有R_A（5Ω，1A）、R_B（10Ω，0.5A）和R_C（10Ω，0.2A）三个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器____（填“R_A”、“ R_B”或“R_C”）连入电路，才能保证实验顺利进行。

③在实验中，若电压表示数为2V，为了能测量L₁的额定功率，必须将滑动变阻器的滑片P向_____（填“A”或“B”）端移动，当电压表的示数为3.8V时，小灯泡L₁正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡L₁的额定功率为____W。

④另一小组在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大。经检查所用器材完好，出现这种现象的原因可能是___。

（2）已知L₂的额定电流为I_额，老师设计了如图丙所示的电路，也能测出灯泡L₂的额定功率。老师请小明按照如下实验方案尝试：（电源电压不变，滑动变阻器R₁的最大阻值为R₀）

①只闭合开关S和S₂，移动R₁滑片，使电流表的示数为I_额。

②只闭合开关S和S₁，保持R₁滑片位置不动，移动R₂滑片，使电流表的示数为_______。保持变阻器R₂的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I₁，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I₂；则小灯泡额定功率的表达式P_额=______。（用I_额、I₁、I₂、R₀中的字母表示）

Answer

RB B 1.14 电压表与滑动变阻器并联了 I额

【解析】

(1)①[1]滑片向右移动时小灯泡逐渐变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联，电流表与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：

；

②[2]额定电压为3.8V的小灯泡，电阻大约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：

，

根据串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入的电阻约为：

，

考虑到电流因素及操作的方便，则应该选择变阻器RB连入电路，才能保证实验顺利进行；

③[3]灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，示数为2V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；

[4]当电压表的示数为3.8V时，小灯泡L1正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，则小灯泡L1的额定功率为：

；

④[5]灯与变阻器串联，当电路的电流变大时，灯的电压变大，由，灯的功率变大，灯变亮；由串联电路电压的规律，变阻器的电压变小，故出现这种现象的原因可能是电压表与滑动变阻器并联了；

(2)②[6]只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额；

[7]保持变阻器R2的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2；

在①中，R1与灯串联，灯正常发光，在②中，R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以R2=RL；保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器（R1）滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器（R1）的滑片移到最右端，电流表的示数为I2；由串联电路特点和欧姆定律可得：

，

解得：

，

小灯泡额定功率的表达式为：

。