Question

在“测定小灯泡功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V。

(1)请在图甲中用笔画线代替导线，完成电路连接。

（________）

(2)连接电路，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是__________。

(3)排除故障后，将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图乙所示，电压调节非常不方便，这是由于选用了_____（选填“A”或“B”）滑动变阻器。可供选用的滑动变阻器：滑动变阻器A（阻值范围0～500Ω，滑片行程10cm）；滑动变阻器B（阻值范围0～50Ω，滑片行程10cm）。

(4)换用了另一个滑动变阻器并接通电路后，移动滑片位置，当电压表的示数3.8V时，电流表的示数如图丙所示，则其额定功率为_________W。

(5)实验中刚刚测完上述(4)中的一个数据，电流表突然损坏了。他们找到了一个阻值为R的定值电阻和一个单刀双掷开关并设计出电路图（如图丁），重新进行了测量。

请完成以下步骤：

步骤一：S₂与接线柱1接通，闭合S₁，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为_________；

步骤二：保持滑动变阻器阻值_________（选填“变大”、“不变”、“变小”），将S₂改与接线柱2接通，读取电压表读数U_R；

步骤三：断开S₁、S₂，整理器材。

写出灯泡额定功率的表达式P=__________________。（用已知量和测量量表示）

Answer

灯泡断路 A 1.9 3.8 不变

【解析】

(1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，且并联在灯泡两端，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；

(2)根据电流表、灯泡的现象判断出电路断路，根据电压表的示数判断与电压表并联的电路断路；

(3)由图乙可知滑片移动时灯泡两端电压的变化，确定选用的滑动变阻器的规格；

(4)根据电流表的量程和分度值读数，根据求出灯的额定功率；

(5)根据串联电路的电流的特点和欧姆定律由变阻器连入电路中的电阻不变列方程求出电路中的电流即为灯泡的额定电流，利用表示出灯泡的额定功率。

(1)[1]灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：

(2)[2]闭合开关后，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，可见某处发生了断路，电压表有示数且接近电源电压，说明与电压表并联的灯泡断路；

(3)[3]由图乙可知，滑片移动时灯泡两端电压的变化开始很不明显，说明滑动变阻器选择最大的阻值较大，选择的是A；

(4)[4]电流表的量程为0−0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.5A，则小灯泡额定功率为：

；

(5)[5]实验步骤：①电路图如图所示；

②步骤一：S2与接线柱1接通，闭合S1，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3.8V；

[6]步骤二：保持滑动变阻器阻值不变，将S2改与接线柱2接通，读取电压表读数UR；

步骤三：断开S1、S2，整理器材；

[7]③在步骤一中，由串联电路电压的规律结合欧姆定律的变形公式，连入电路的电阻为：

------①，

在步骤三中，变阻器的电压：

，

通过的电流：

，

变阻器连入电路中电阻为：

------②，

由①②解得，灯的额定电流：

，

小灯泡的额定功率为：

。