Question

【題目】學(xué)習(xí)了電功率的知識(shí)后，老師帶領(lǐng)同學(xué)們?nèi)��?shí)驗(yàn)室研究“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)室的器材有：“2.5V”和“3.8V”兩種規(guī)格的燈泡，滑動(dòng)變阻器（20Ω 1A），電流表（0～0.6和0～3A）和電壓表（0～3V和0～15V），開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干，電源（電壓相等且保持不變）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）用畫(huà)筆代替導(dǎo)線完成圖1甲的實(shí)物電路連接，要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)電流表的示數(shù)減小．
（2）為測(cè)出額定電壓為3.8V的小燈泡額定功率，正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)移動(dòng)滑片，燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖1乙所示，則燈泡額定功率為W．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華發(fā)現(xiàn)自己無(wú)法準(zhǔn)確判斷電壓表指針是否指向3.8V，于是他又做了兩次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)都認(rèn)為電壓表示數(shù)最接近3.8V．并將這三次功率的計(jì)算結(jié)果取平均值得出燈泡的額定功率．你認(rèn)為小明這樣處理數(shù)據(jù)的方法是 ． （選填“合理”或“不合理”）．
（4）實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩組同學(xué)分別選用上述不同規(guī)格的小燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑片過(guò)程中電表示數(shù)都發(fā)生變化，當(dāng)兩組電路的燈泡都正常發(fā)光時(shí)，恰好電壓表示數(shù)均為2.5V，電流表示數(shù)均為0.3A，并且甲組的燈泡比乙組的亮．小明發(fā)現(xiàn)，其中一組的電路連接有問(wèn)題，造成這種現(xiàn)象的原因是 ， 由此可得出電源電壓是V；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使兩組電路中小燈泡兩端的電壓均為2.5V時(shí)燈較亮．（選填“甲組”或“乙組”）．
（5）小明繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，利用上述器材和兩個(gè)阻值已知且大小不等的定值電阻R1、R2 ， 設(shè)計(jì)了測(cè)量未知電阻Rx的四種實(shí)驗(yàn)電路（如圖2所示）．由于電源電壓未知，其中無(wú)法測(cè)出未知電阻Rx的是 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變小，則滑動(dòng)變阻器的阻值增大，下面應(yīng)接左邊的接線柱，如圖所示：

（2）1.14
（3）合理
（4）電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)；6.3；乙組
（5）甲
【解析】（2）正確連線后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，直至電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓3.8V時(shí)，燈泡正常發(fā)光；根據(jù)圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A；小燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．（3）要正確測(cè)量小燈泡的額定功率，可使燈泡兩端的電壓為額定電壓，分別測(cè)出三組電流值，計(jì)算出電功率求平均值；因?yàn)殡妷罕頍o(wú)法準(zhǔn)確顯示3.8V的刻度，所以可通過(guò)小明的方法求平均值，這樣比較合理．（4）由于燈泡額定電壓一個(gè)是2.5V，一個(gè)是3.8V，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓表示數(shù)都是2.5V，則測(cè)額定電壓為3.8V的燈泡功率時(shí)，電壓表測(cè)量變阻器兩端的電壓，即電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)； 由于燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流都是0.3A，則根據(jù)P=UI可知額定電壓為2.5V的燈泡實(shí)際功率小，燈泡較暗，由題意知，甲組燈泡比乙組燈泡亮，則甲組使用的是3.8V的燈泡；由上分析可知：甲燈正常發(fā)光時(shí)燈泡兩端電壓為額定電壓3.8V，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為2.5V，則電源電壓為3.8V+2.5V=6.3V．
由于燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流都是0.3A，則根據(jù)R= 可知額定電壓3.8V燈泡的阻值大；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使兩組電路中小燈泡兩端的電壓均為2.5V時(shí)，根據(jù)P= 可知額定電壓2.5V的燈泡實(shí)際功率大，燈泡的亮度大，所以乙組燈較亮．（5）甲圖、將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，讀出電壓表的示數(shù)U1 ， 并根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流I，再利用串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)求出被測(cè)兩端電壓為U﹣U1 ， 由于變阻器的阻值很大，所以U﹣U1接近零，所以該電路無(wú)法測(cè)量未知電阻的阻值；乙圖、使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，此時(shí)被測(cè)電阻兩端電壓等于電源電壓U，并讀出電流表的示數(shù)I，則Rx= ，因此該電路可以測(cè)量出未知電阻的阻值；丙圖、當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至1時(shí)，讀出電流表的示數(shù)為I，然后根據(jù)U=IR求出R1兩端電壓，再利用串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和歐姆定律的變形公式即可求出Rx的阻值，即Rx= ﹣R1 ， 因此該電路可以測(cè)量出未知電阻的阻值；
丁圖、閉合開(kāi)關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)為U1 ， 然后根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，再利用串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和歐姆定律的變形公式即可求出Rx的阻值，即Rx= = R1 ， 因此該電路可以測(cè)量出未知電阻的阻值．所以答案是：（1）見(jiàn)上圖；（2）1.14；（3）合理；（4）電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)；6.3；乙組；（5）甲．