Question

【題目】一個額定電壓為3.8V小燈泡，工作時的電阻約為10Ω．小明想測量小燈泡的額定功率．現有電源（電壓恒為8V）、電流表、電壓表、開關各一個，規格分別為“10Ω 1A” 、“50Ω 0.5A”和“500Ω 0.1A”的滑動變阻器各一個，導線若干．

（1）為完成實驗，應該選取規格為______________的滑動變阻器．

（2）圖甲是小明根據選擇的實驗器材連接的實物圖．圖中有一根導線連接錯誤，請在這根導線上打“×”，并在圖中改正．

（_____）

（3）正確連線后，閉合開關，滑動變阻器滑片P移動到某一位置，電壓表示數為2.5V，此時應將滑片P向_________（選填“A”或“B”）端移動．當電壓表的示數為3.8V時，電流表的示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率是_________W．

（4）小張設計了如圖丙所示的電路也完成了該實驗（電源電壓不變，R阻值已知）

①閉合開關S和S1，斷開S2，并調節滑動變阻器使電壓表示數為U額．

②閉合開關S和S2，斷開S1，滑動變阻器滑片P___________（選填“移至變阻器最左端”、“不動”或“移至變阻器最右端”），讀出此時電壓表示數為U；

則小燈泡額定功率的表達式P額=_________．（用U額、R、U表示）

Answer 1

【答案】“50Ω 0.5A” B 1.14 不動

【解析】

（1）已知電源電壓為8V且保持不變，實驗中小燈泡額定電壓為3.8V，電路中電流：

I＝＝＝0.38A＞0.1A；

故變阻器分得的電壓為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：

R滑大＝==11Ω，有三種規格滑動變阻器，應選用“50Ω 0.5A”的變阻器；

（2）原電路中，電壓表串聯接入了電路中，而電流表與燈并聯，這兩處是錯誤的，電壓表應與燈并聯，電流表與燈串聯，如下所示：

（3）閉合開關，滑動變阻器滑片P移動到某一位置，電壓表示數為2.5V，燈在額定電壓下正常發光，2.5V小于燈的額定電壓3.8V，應增大燈的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向B移動，直到電壓表示數為額定電壓；

電流表的量程為0﹣0.6A，分度值為0.02A，示數為0.3A，小燈泡的額定功率P額＝U額I＝3.8V×0.3A＝1.14W；

（4）小張設計了如圖丙所示的電路也完成了該實驗（電源電壓不變，R阻值已知）

①閉合開關S和S1，斷開S2，該電路為串聯電路，電壓表測量燈泡兩端的電壓，并調節滑動變阻器使電壓表示數為U額，此時燈泡正常發光；

②閉合開關S和S2，斷開S1，滑動變阻器滑片P不動，讀出此時電壓表示數為U，此時電壓表測量的是燈泡與定值電阻兩端的總電壓，根據串聯電路的電壓規律可知，定值電阻兩端的電壓為：UR＝U﹣U額；通過電阻的電流即燈泡的電流為：I額＝IR＝；

則小燈泡額定功率的表達式：P額＝U額I額＝U額×IR＝U額×＝。