Question

王進(jìn)同學(xué)想測定兩個不同燈泡的額定功率，他使用的器材有：6V恒壓電源、量程0～O.6A的電流表、量程0～3V的電壓表、規(guī)格為“8Ω  1A”的滑動變阻器、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干．燈泡L₁和L₂的額定電壓分別為3V和4V、電阻都大約是5Ω（設(shè)不同電壓下，電壓表的讀數(shù)都準(zhǔn)確）
（1）王進(jìn)同學(xué)用如圖所示的電路測量燈泡L₁的額定功率．在閉合開關(guān)S之前，應(yīng)把滑動變阻器的阻值調(diào)到最大．閉合開關(guān)S后，向

A

（填“A”或“B”）端調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表的讀數(shù)等于3V時，記下

的讀數(shù)，即可算出燈泡L₁的額定功率．
（2）若仍用這個電路與器材測量燈泡L₂的額定功率，存在兩個隱患．你能說出是什么隱患嗎？（注：不要求寫分析過程）
（3）若再給你一個阻值R=10Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻，你能用原來的部分器材測出燈泡L₂的額定功率嗎？畫出你設(shè)計的電路圖，并簡要說明你的辦法．

Answer 1

分析：（1）閉合開關(guān)S之前，應(yīng)把滑動變阻器的阻值調(diào)到最大，也就是滑片在B端，所以閉合開關(guān)后，滑片要向A端移動．燈泡電壓到達(dá)額定電壓后，記下額定電流就可計算額定功率．
（2）L₂的額定電壓為4V，而電壓表量程為3V，因此超過電壓表量程，有損壞電壓表的可能．L₂額定電壓4V時，電阻5Ω，則電流為0.8A，超過了電流表的量程，有可能損壞電流表．
（3）針對（2）的隱患對原電路進(jìn)行修改：①電壓表量程不夠：當(dāng)燈L₂兩端的電壓為額定電壓4V時，滑阻分得2V的電壓，因此用電壓表測量滑阻兩端的電壓即可；②電流表量程不夠：將給出的定值電阻與滑阻并聯(lián)，用電流表測滑阻所在支路的電流．

解答：解：（1）閉合開關(guān)S之前，滑動變阻器的滑片調(diào)到B端，阻值最大，閉合開關(guān)后，滑片要向A端移動．燈泡電壓到達(dá)額定電壓后，記下電流表示數(shù)．
（2）當(dāng)L₂正常工作時，L₂兩端的電壓應(yīng)達(dá)到4V，則會超過電壓表的量程，有損壞的危險；L₂正常工作時，電流為  I=

U

R

=

4V

5Ω

=0.8A，會超過電流表的量程，有損壞的危險；
（3）因燈泡兩端的電壓超過電壓表的量程，滑動變阻器兩端的電壓為6V-4V=2V；則采取測量電壓較小的滑動變阻器兩端的電壓；因通過燈泡的電流超過電流表的量程，則采取并聯(lián)電路的分流特點，用定值電阻與滑動變阻器并聯(lián)，電流表測量滑動變阻器的電流即可；如圖連接電路：
方法是：調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直到電壓表讀數(shù)為2V時，根據(jù)串聯(lián)分壓可知L₂此時電壓為4V，即到達(dá)額定電壓，這樣解決了電壓表量程小的問題；這時電流表的讀數(shù)I，通過定值電阻R₁的電流為I=

U

R

=

2V

10Ω

=0.2A，則L₂的電流為（0.2+I）A，這樣解決了電流表量程小的問題．
所以此時L₂的額定功率P=UI=[4（0.2+I）]W．
故答案為：（1）A；（2）當(dāng)燈泡正常工作時，電流表量程太小，有損壞的危險； 當(dāng)燈泡正常工作時，電壓表量程太小，有損壞的危險．（3）電路圖如圖所示；方法如上所述．

點評：本題是伏安法測燈泡額定功率的實驗，準(zhǔn)確把握串、并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律對實驗進(jìn)行修改是題目的難點所在．