Question

【題目】小華用如圖甲所示電路測量小燈泡的額定功率，小燈泡上標有“3.8V”的字樣，額定功率約1W，滑動變阻器標有“50Ω，1.5A”字樣，電源電壓恒為6V。

[設計實驗與進行實驗]

（1）請幫小華在圖甲補畫導線，使其成完整實驗電路，要求：滑動變阻器的滑片向右滑動時，燈泡變亮____

（2）閉合開關前，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大外，閉合開關后發現小燈泡不亮，電壓表示數為零，電流表指針偏轉，逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，小燈泡始終不亮，電壓表示數仍然為零，電流表示數逐漸變大，該電路故障可能是________________________

（3）排除故障后，小華閉合開關并調節滑動變阻器的滑片，當燈泡正常發光時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為______________W。

（4）小華剛準備拆除電路結束實驗時，同組的小紅提出，在調節滑片使燈正常發光時,電壓表的示數很難準確達到3.8V,可能因此造成一定的測量誤差，她認為可以在（3）中小華所做實驗的基礎上，對電路稍作改動，提高測量數據精確度．請幫小紅補全測量步驟（補全步驟必須準確闡述接法和操作要點）：

a.斷開開關，______________________________________________________;

b. 閉合開關，______________________________________________________，并讀出此時電流表的示數。

[拓展]

小華同學還要探究電流與電阻的關系，于是將圖中的小燈泡換成定值電阻，并使電壓表的示數始終保持2V不變，多次更換阻值不同的定值電阻R，記錄各次電流表的示數，在不更換其他器材的情況下，為了能夠完成實驗，他更換的定值電阻R的阻值不能大于___________Ω．

Answer 1

【答案】 略 燈短路 1.14 將電壓表并聯在滑動變阻器兩端，并用“0-3V”量程 移動滑動變阻器 25

【解析】在圖甲補畫導線，使其成完整實驗電路，要求：滑動變阻器的滑片向右滑動時，燈泡變亮，即電路中電流變大，滑動變阻器阻值變小，故將滑動變阻器右下接線柱連入電路。

閉合開關前，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大外，閉合開關后發現小燈泡不亮，電流表指針偏轉，說明燈泡短路或者燈泡實際功率太小，不足以發光。逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，小燈泡始終不亮，電壓表示數仍然為零，電流表示數逐漸變大，說明燈泡不發光的原因不是實際功率太小。故該電路故障可能是燈泡短路。

由圖乙可知，電流表示數為0.3A，故燈泡的額定功率。

由題可知，在調節滑片使燈正常發光時,電壓表的示數很難準確達到3.8V，可能因此造成一定的測量誤差，為了減小誤差，準確測量小燈泡兩端的電壓，利用電源電壓恒定，根據串聯電路的電壓關系，電壓表可以改用0~3V的量程，并接在滑動變阻器兩端。步驟如下：

a．斷開開關，將電壓表并聯在滑動變阻器兩端，并用“0-3V”量程。

b. 閉合開關，移動滑動變阻器，使電壓表示數為2.2V，并讀出此時電流表的示數。

[拓展]

根據小華同學的設計，將小燈泡換成定值電阻，并使電壓表的示數始終保持2V不變。因為電源電壓恒為6V，滑動變阻器與電阻R串聯，所以滑動變阻器兩端電壓為4V。根據串聯電路電壓的分配與電阻成正比， 滑動變阻器兩端的電壓是定值電阻兩端電壓的兩倍，滑動變阻器接入電路的阻值為定值電阻阻值的兩倍，滑動變阻器最大阻值為50Ω，因此定值電阻最大阻值為25Ω。