Question

【題目】在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，燈泡上標有“3.8V”的字樣，電源電壓恒定不變．

（1）請你用筆劃線代替導線，將甲圖中的實物電路完整，要求滑片向左移動時燈泡變亮．

（2）閉合開關，移動滑動變阻器滑片，發現燈泡始終不亮，電流表有示數，電壓表無示數，其故障原因可能是 ．

（3）排除故障后，開始實驗，閉合開關，電壓表的示數為2.5V，此時應將變阻器滑片向 （選填“左”或“右”）端調節，在移動變阻器滑片的過程中，眼睛應注視 的示數，直至燈泡正常發光，此時電流表的示數為0.4A，則燈泡的額定功率為 W．

（4）完成上述實驗后，又找來了一個阻值為R0的電阻和兩個開關．并借助部分現有的實驗器材，設計了如圖乙所示的電路，也測出了小燈泡的額定功率．請完成下列的實驗步驟：

①閉合開關 ，移動滑片，當電壓表的示數為 V時，停止移動滑片，然后再斷開閉合的開關：

②保持滑片的位置不動，再閉合開關 ，讀出此時電壓表的示數為U；

③燈泡額定功率的表達式為P額= （用已知量和測量量表示）．

Answer 1

【答案】（1）如圖所示；（2）小燈泡短路；（3）左；電壓表；1.52；

（4）①S1和S3；3.8；②S1和S2；③3.8V×（U-3.8V）/R0

【解析】

試題分析：（1）根據滑片向左滑動，燈泡變亮，說明電路中電流變大，滑動變阻器電阻變小，靠近下接線柱，應接左邊下接線柱，如圖所示：

（2）閉合開關，電流表有示數，說明電路中存在短路，電壓表無示數，說明與電壓表并聯的小燈泡短路．

（3）燈泡兩端實際電壓為2.5V小于額定電壓3.8V，為了測量額定電壓，電壓表示數應變大，根據串聯分壓，滑動變阻器電阻應變小，滑片應向左滑動；為了確定燈泡兩端電壓等于額定電壓，眼睛應注視電壓表；燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；

（4）①讓燈泡兩端電壓等于額定電壓3.8V，使燈泡正常工作，應閉合開關S1和S3，移動滑片電壓表示數為3.8V；

②使燈泡能夠正常工作，能夠通過已知電阻R0計算出通過燈泡電流，應閉合開關S1和S2，讀出電壓表示數U，由R0兩端電壓：U0=U﹣U燈，通過R0電流I0=U0/R0；

③當閉合S1和S3時，R0和燈泡串聯，電壓表測燈泡兩端電壓，當閉合S1和S2時，電壓表測R0和燈泡兩端總電壓，由R0兩端電壓，U0=U﹣U燈=U﹣3.8V，通過R0電流I0=U0/R0=（U-3.8V）/R0，燈泡的額定功率P=U燈I=3.8V×（U-3.8V）/R0