Question

小絹同學想測定兩個不同小燈泡的額定功率，她使用的器材有：6V恒壓電源、量程為0～0.6A的電流表、量程為0～3V的電壓表、規格為“8Ω 1A”滑動變阻器、開關各一個，導線若干．燈泡L₁和L₂的額定電壓分別為3V和4V、電阻都大約是5Ω．
（1）小絹同學用如圖所示的電路測量燈泡L₁的額定功率．在閉合開關S之前，應把滑動變阻器的滑片P移至________（選填“A”或“B”）端．閉合開關S后，移動滑片P，當電壓表的示數為________時，記下電流表的讀數，即可算出燈泡L₁的額定功率．
（2）若仍用這個電路與器材測量燈泡L₂的額定功率，存在兩個隱患，你能說出是什么隱患嗎？（不要求寫出分析過程）
隱患一：________；
隱患二：________．
（3）若再給你一個阻值R₀=10Ω的標準電阻，你能用該電阻及原來的部分器材測出燈泡L₂的額定功率嗎？請在虛線框中畫出你設計的電路圖，并簡要說明你的辦法．

Answer 1

解：（1）閉合開關S之前，滑動變阻器的滑片調到B端，阻值最大，閉合開關后，滑片要向A端移動．燈泡電壓到達額定電壓后，記下額定電流就可計算額定功率，所以是記錄電流表讀數．
故答案為：B；3V．
（2）當L₂正常工作時，L₂兩端的電壓應達到4V，則會超過電壓表的量程，有損壞的危險；L₂正常工作時，電流為 =0.8A，會超過電流表的量程，有損壞的危險；
故答案為：當燈泡正常工作時，電流表量程太小，有損壞的危險； 當燈泡正常工作時，電壓表量程太小，有損壞的危險．
（3）因燈泡兩端的電壓超過電壓表的量程，滑動變阻器兩端的電壓為6V-4V=2V；則采取測量電壓較小的滑動變阻器兩端的電壓；因通過燈泡的電流超過電流表的量程，則采取并聯電路的分流特點，用定值電阻與滑動變阻器并聯，電流表測量滑動變阻器的電流即可；如圖連接電路：
方法是：調節滑動變阻器的滑片，直到電壓表讀數為2V時，根據串聯分壓可知L₂此時電壓為4V，即到達額定電壓，這樣解決了電壓表量程小的問題；這時電流表的讀數I，通過定值電阻R₁的電流為=0.2A，則L₂的電流為（0.2+I）A，這樣解決了電流表量程小的問題．
所以此時L₂的額定功率P=UI=[4（0.2+I）]W．
分析：（1）閉合開關S之前，應把滑動變阻器的阻值調到最大，也就是滑片在B端，所以閉合開關后，滑片要向A端移動．燈泡電壓到達額定電壓后，記下額定電流就可計算額定功率．
（2）L₂的額定電壓為4V，而電壓表量程為3V，因此超過電壓表量程，有損壞電壓表的可能．L₂額定電壓4V時，電阻5Ω，則電流為0.8A，超過了電流表的量程，有可能損壞電流表．
（3）針對（2）的隱患對原電路進行修改：
①電壓表量程不夠：當燈L₂兩端的電壓為額定電壓4V時，滑阻分得2V的電壓，因此用電壓表測量滑阻兩端的電壓即可；
②電流表量程不夠：將給出的定值電阻與滑阻并聯，用電流表測滑阻所在支路的電流．
點評：本題是伏安法測燈泡額定功率的實驗，準確把握串、并聯電路的電流、電壓規律對實驗進行修改是題目的難點所在．