Question

【題目】在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，已連接的部分電路如圖a所示．圖中電源電壓恒定，小燈泡上只能看到“3.8V”字樣．

（1）請你用筆畫線代替導線．將圖中的實物電路連接完整．

（__________）

（2）正確連接實驗電路后，開關試觸時，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數．其故障原因可能是：_______．

（3）故障排除后開始實驗．當變阻器滑片滑到圖示位置時，電壓表的示數為3.0V．接著應將滑片向_________滑動，直至燈泡兩端電壓為額定電壓，此時電流表的示數如圖b所示，則燈泡的額定功率為_________W．

（4）實驗時某小組學生發現電流表損壞，他們想設計一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實驗．于是向老師要了一個阻值為R0的定值電阻（阻值適當）和一個單刀雙擲開關（符號為：），借助原有的實驗器材，順利完成了實驗．假如由你來做該實驗，要求電路只連接一次，請設計實驗方案．

①在虛線框內畫出實驗電路圖．

（__________）

②簡述實驗步驟：________________________．（用相應的字母表示測出的物理量）

③寫出燈泡額定功率的表達式P額=___________．（用已知量和測量量表示）

Answer 1

【答案】 燈泡處斷路 右 1.52 詳見解析

【解析】

（1）小燈泡上只能看到“3.8V”字樣，即燈的額定電壓3.8V，所以電壓表應選用大量程，變阻器接線柱要一上一下，與燈串聯，如圖所示；

（2）小燈泡不亮，電流表無示數，說明電路存在斷路；電壓表有示數，說明與電壓表并聯的電路出現斷路，即小燈泡斷路；

（3）電壓表示數為3.0V小于燈泡額定電壓，為使燈泡的電壓等于額定電壓，由圖a可知，應向右移動滑片，減小變阻器連入阻值，以減小變阻器分得電壓，從而使電壓表示數等于燈泡額定電壓3.8V；由圖a可知，電流表選擇的量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，示數為0.4A，則小燈泡額定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；

（4）①實驗器材中沒有電流表，只有電壓表和定值電阻，可根據串聯電路的電流特點設計電路，即燈泡與定值電阻、滑動變阻器串聯組成電路，如圖所示：

②實驗步驟：a、閉合開關S1，S2接1，調節滑動變阻器，使電壓表示數為U1=3.8V；

b、保持滑動變阻器滑片位置不變，S2接2，讀出電壓表示數U；

③根據串聯電路電壓特點可知，定值電阻R0兩端的電壓：U0=U-3.8V，

根據串聯電路電流特點可知，小燈泡正常發光時的電流：，

燈泡額定功率：。