Question

【題目】小明做“測定小燈泡電功率”的實驗，其中小燈泡上只標有“0.22A”字樣．

（1）如圖是他未完成的實驗電路，請你用筆畫線代替導線將電路連接正確：
（2）閉合開關前，滑片應放在端（填“A”或“B”）；
（3）該實驗中，滑動變阻器除了能保護電路外，主要作用還有：
（4）他實驗步驟正確，閉合開關，移動滑片至小燈泡正常發光時，變阻器連入電路的電阻恰為最大阻值的一半，但此時無法從電壓表V上精確讀出額定電壓．但他觀察到在上述實驗過程中，電流表A的示數范圍為0.20～0.22A．經思考后，他在電路中再連接一個電壓表V′并按規范重新實驗，發現電壓表V的示數從2.0V逐漸變大、電壓表V′的示數從4.0V逐漸變小．
①電壓表V′接在電路中的位置是 ．
②根據相關信息可計算出電源電壓為V，滑動變阻器的最大阻值為Ω，小燈泡的額定功率為W．

Answer 1

【答案】
（1）解：如圖所示：

（2）A
（3）改變小燈泡兩端的電壓
（4）電壓表V′并聯在滑動變阻器兩端,6,20,0.836
【解析】解：（1）小燈泡的額定電流為0.22A＜0.6A，電流表應選擇0～0.6A的量程，故將電流表的“0.6”接線柱與燈泡的左接線柱連接；

電壓表要并聯在電路中，即將電壓表與小燈泡并聯，故將電壓表的“﹣”接線柱與燈泡的左接線柱連接；如下圖所示：

;（2）要使滑動變阻器滑片位于最大阻值處，也就是在離已連接的下端的接線柱最遠的位置，由實物電路可知，需要將滑片放在A端．（3）滑動變阻器在電路中一方面可以保護電路，另一方面可以通過改變接入電路中的電阻來改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓，即改變燈泡兩端電壓；（4）①在“測定小燈泡的電功率”實驗中，待測小燈與滑動變阻器串聯，規范實驗時，

隨著滑片P的移動，滑動變阻器連入電路的阻值減小，電路中的電流變大，

因燈泡的阻值基本不變，根據U=IR可知，燈泡兩端的電壓會變大；

根據串聯電路的電壓特點可知：滑動變阻器兩端的電壓會減小，所以電壓表V′的示數從4.0伏逐漸變小，

表明電壓表V′并聯在滑動變阻器的兩端；V并聯在燈泡兩端．

②正確連接電路、實驗步驟正確，由于（1）分析可知：

剛閉合開關時，電壓表的示數分別是2V和4V，

且燈泡兩端的電壓是2V，滑動變阻器兩端的電壓是4V，

則電源電壓：U=U燈+U滑=2V+4V=6V；

根據在實驗過程中電流表A示數的范圍為0.20～0.22安可知，

此時電路中電流I=0.20A．

由歐姆定律得，變阻器最大的阻值：

R= = =20Ω，

根據在實驗過程中電流表A示數的范圍為0.20～0.22安可知，

小燈正常發光時的電流I′=0.22A，

當滑片至小燈正常發光時，因變阻器連入電路恰為最大阻值的一半，

所以R′= R= ×20Ω=10Ω；

由歐姆定律得，此時滑動變阻器兩端的電壓：

U′=I′R′=0.22A×10Ω=2.2V，

根據串聯電路的電壓特點得：燈泡的額定電壓：

U額=U﹣U′=6V﹣2.2V=3.8V．

則小燈泡的額定功率：

P額=U額I′=3.8V×0.22A=0.836W．

所以答案是：（1）見上圖 ;（2）A；（3）改變小燈泡兩端的電壓；（4）①電壓表V′并聯在滑動變阻器兩端；②6；20；0.836．

【考點精析】掌握歐姆定律的變形公式和電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道公式的理解：①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；②I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；③計算時單位要統一；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．