Question

【題目】如圖所示是小明同學“測量小燈泡電功率”的實物電路，小燈泡的額定電壓是3.8 V，小燈泡工作時的電阻約為10 Ω.現有電流表、電壓表、開關各一個，規格分別為“10 Ω 1 A”、“50 Ω 0.5 A”和“500 Ω 0.1 A”的滑動變阻器各一個，導線若干，電源(8 V)一個．

（1）請用筆畫線代替導線完成電路連接．

（______）

（2）為完成實驗，應該選取規格為__________的滑動變阻器．

（3）閉合開關，燈泡較暗，為了測出燈泡的額定功率須向________(選填“左”或“右”)端移動滑片P

（4）移動滑片，記錄多組電流和電壓，并在坐標紙上作出I－U關系圖象，如圖所示．由圖可知小燈泡的額定功率為______W；

（5）另一組的同學發現電壓表損壞,其他元件完好。他們用已有的器材、定值電阻R0和一只電流表,設計了如圖所示電路圖，步驟如下：

①閉合S、S2，移動滑動變阻器，使電流表的讀數為I額

②再斷開S2閉合S1，讀出電流表的示數為I1，則額定功率的表達式為P額＝__________

Answer 1

【答案】見解析所示 “50Ω 0.5A” 左 1.14 (I1－I額)R0·I額

【解析】

(1)[1]測量小燈泡電功率時，電壓表并聯在燈泡的兩端，測量燈泡兩端的電壓，燈泡的額定電壓為3.8V，則電壓表的量程為0-15V；電流表串聯在電路中，滑動變阻器采用一上一下的接法，故電路如下：

(2)[2]由于電源電壓為8V且保持不變，實驗中小燈泡額定電壓為3.8V，所以，電路中電流是：

＞0.1A；

故變阻器分得的電壓是：

U滑 =8V-3.8V=4.2V，

由歐姆定律，燈正常發光時，變阻器連入電路中的電阻是：

所以，滑動變阻器應選用“50Ω 0.5A” 的規格；

(3)[3]閉合開關，燈泡較暗，說明燈泡兩端的電壓低于3.8V，為了測量額定功率，應增大燈泡兩端的電壓，即減小滑動變阻器的電阻，增大電路中的電流，故滑片向左滑動，直到電壓表的示數為3.8V，燈泡正常發光；

(4)[4]由U-I圖象知道，當U額 =3.8V時，I額 =0.3A，由知道，小燈泡的額電功率是：

；

(5)[5]①閉合S、S2，此時燈泡與R0 并聯，移動滑動變阻器，使電流表的讀數為I額，此時兩端的電壓等于燈泡的額定電壓；

②再斷開S2 閉合S1，讀出電流表的示數為I1，此時通過R0 的電流是I1-I額，則燈泡兩端的電壓即額定電壓是：

U=（I1 -I額）R0

所以，額定功率的表達式是：

P額 =UI=（I1 -I額）R0I額