Question

【題目】小麗同學手里有一個標有“3.8V”字樣的小燈泡．她想知道小燈泡正常工作時的電阻．于是在學校實驗室找來一些器材連接了如圖所示的實驗電路，電源電壓恒定不變．

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物連接完整（要求滑片向左移燈泡變亮）_________。

（2）閉合開關，移動滑動變阻器滑片，她發現燈泡始終不亮，電流表無示數，電壓表指針有明顯偏轉，其故障原因是 ______ ．

（3）故障排除后，調節滑動變阻器使小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，小燈泡正常工作時的電阻是 ______ Ω．

（4）完成上述實驗后，小麗向老師要了一個已知阻值為R0的定值電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現有的實驗器材，設計了如圖丙所示的實驗電路，測出了小燈泡的額定功率，請你幫她完成下列實驗步驟：

①連接好實驗電路，閉合開關S1，將開關S2撥到觸點 ______ （選填“1”或“2”），移動滑片，使電壓表的示數為 ______ V

②保持滑片的位置不動，再將開關S2撥到觸點 ______ （選填“1”或“2”），讀出電壓表的示數為U

③小燈泡額定功率的表達式為P額= ______ （用已知量和測量量表示）

④若將小燈泡換成發光二極管．測量發光二極管的電功率．發現在亮度相當的情況下．每次所測得的電功率都比小燈泡的小．從能量轉化角度來分析．其原因是 ______________ ．

Answer 1

【答案】 見解析所示 燈泡斷路 10Ω 2 3.8 1 3.8（U-3.8）/R0 部分能量轉化為光能，熱能

【解析】（1）滑動變阻器要按“一上一下”的方式串聯接入電路，要滑片向左移時燈泡變亮，此時電路中的電流變大，滑動變阻器接入電路的阻值變小，故應將滑動變阻器的A接線柱與小燈泡的右接線柱連接，如下圖所示：

（2）閉合開關，移動滑動變阻器滑片，發現燈泡始終不亮，電流表無示數，電壓表有示數，說明電壓表并聯部分斷路，即小燈泡斷路．（3）燈泡正常發光時的電壓為3.8V，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.38A，由I=得，小燈泡正常工作時的電阻：R===10Ω．（4）①連接好實驗電路，閉合開關S1，將開關S2撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為3.8V；②保持滑動變阻器滑片位置不變，S2接1，讀出電壓表示數U；③此時定值電阻R0兩端的電壓：U0=U﹣U額=U﹣3.8V，通過燈泡的電流：I額=I0==，則小燈泡額定功率：P額=U額I額=3.8V×=．

④將小燈泡換成發光二極管，測量發光二極管的電功率，發現在亮度相當的情況下，每次所測得的電功率都比小燈泡的小，這是由于：發光二極管將電能轉換成光能的效率更高導致的．