Question

【題目】在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，燈泡中標有“3.8V”字樣，電源電壓恒定。

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整 ；

（2）連接完實驗電路后，開關試觸時，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表的示數接近電源電壓，其故障原因可能是 ；

（3）故障排除后，開始實驗，在移動滑動變阻器滑片的過程中，眼睛應注視 的示數，直到燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，則燈泡的額定功率為 ____W。

⑷完成上述實驗后，小聰向老師要了一個已知阻值為R0的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電路，也測出了燈泡的額定功率。請完成下列實驗步驟：

①閉合開關S1，將S2撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為 V；

②再將開關S2撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U；

③燈泡額定功率的表達式為P額 = （用已知量和測得量表示）。

Answer 1

【答案】（1）如下圖所示；

（2）小燈泡斷路；（3）電壓表；1.52；（4）①3.8 ；③[3.8V×（U-3.8V）]/R0

【解析】

試題分析：（1）電流表與小燈泡串聯，電壓表與小燈泡并聯，電壓表應使用較大的量程，連線如上圖所示；（2）燈泡不亮，電流表無示數，電壓表的示數接近電源電壓，這樣的故障只能是與電壓表并聯的部分電路出現了斷路，與電壓表并聯的只有小燈泡，所以應是小燈泡斷路；（3）當測額定功率時，應讓電壓等于額定電壓，所以眼應觀察電壓表，當示數等于額定電壓3.8V時，小燈泡正常發光，此時電流表的示數為0.4A，所以小燈泡的額定功率為P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；（4）①閉合開關S1，將S2撥到觸點2，此時電壓表測小燈泡兩端的電壓，移動滑片，使電壓表的示數等于小燈泡的額定電壓為3.8V；②再將開關S2撥到觸點1，此時電壓表測的小燈泡與定值電阻的總電壓，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U，則定值電阻兩端的電壓為U-3.8V，所以可知此時電路中的電流為I=（U-3.8V）/R0；③燈泡額定功率的表達式為P額 =UI=[3.8V×（U-3.8V）]/R0。