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    8．测量“小灯泡的电功率”，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（“5Ω，2A”、“20Ω，1A”）两个，导线若干．

    （1）小明没有连接完的实物电路，如图1所示，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．
    （2）小明选用的滑动变阻器的规格为20Ω 1A．
    （3）闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表示数如图2所示，读数为4V，小灯泡的额定功率为1.2W．
    （4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了小灯泡的额定功率．
    ①请在图3虚线框内画出她设计的电路图．
    ②写出实验步骤：实验步骤Ⅰ、按电路图2连接实物电路图，并将滑动变阻器滑片调到阻值最大处；
    Ⅱ、闭合开关S1、断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.3A；
    Ⅲ、滑片位置不动，闭合开关S1、S2，读出电流表示数I；
    Ⅳ、求灯泡额定功率．．
    ③写出测定额定功率的表达式：P额=0.3A×（6V-$\frac{1.8A}{I}$V）．

    分析 （1）根据定律求出灯两端的电压值范围确定电压表量程与灯并联；
    （2）求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器．
    （3）根据电压表量程由图2所示电压表确定其分度值，读出电压表示数，由P=UI求出灯泡额定功率；
    （4）没用电压表，要测量小灯泡的额定功率，关键要测出灯正常发光时的电压大小，
    将灯泡与滑动变阻器串联，用电流表测流过电路的电流，通过移动的滑片，当电流表示数为0.3A时，灯正常发光；
    保持滑片位置不动，然后利用开关将灯短路，再测出此时通过变阻器的电流I，则在电源电压已知的情况下，由欧姆定律，可求出灯正常发光时的变阻器连入电路中的电阻大小；
    在第一次操作中，由欧姆定律，可求出灯正常发光时变阻器的电压大小，由串联电路电压的特点，求出灯的额定电压，然后由P=UI求出灯泡额定功率．

    解答 解：（1）电路电流为灯泡额定电流0.3A时，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，由U=IR可知，灯泡两端电压约为
    3V～4.5V，电压表选用大量程，实物图的连接如下图1，

    （2）此时，由串联电路电压的规律，滑动变阻器两端电压U滑=U-U灯=6V-U灯，
    滑动变阻器两端电压约为3V-1.5V，小灯泡的额定电流为0.3A，由R=$\frac{U}{I}$可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值约为10Ω-5Ω，则滑动变阻器应选择“20Ω 1A”；
    （3）电压表量程是0～15V，由图乙可知，电压表分度值是0.5V，电压表示数是4V，
    灯泡额定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；
    （4）①电路图如图2所示；
    ②：Ⅰ、按电路图2连接实物图：

    Ⅱ、闭合开关S1、断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.3A；
    Ⅲ、滑片位置不动，闭合开关S1、S2，读出电流表示数I；
    Ⅳ、求灯泡额定功率．
    ③灯泡额定功率：
    a、滑动变阻器接入电路的阻值R滑=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{I}$；
    b、滑动变阻器两端的电压U滑=0.3A×R滑=0.3A×$\frac{6V}{I}$=$\frac{1.8A}{I}$V；
    c、灯泡两端电压U灯=U-U滑=6V-$\frac{1.8A}{I}$V；
    d、灯泡额定功率P额=I灯U灯=0.3A×（6V-$\frac{1.8A}{I}$V）
    故答案为：
    （1）如图1所示；
    （2）“20Ω1A”
    （3）4；1.2；
    （4）①如图2所示；
    ②断开开关，按照电路图连接好实物，并将滑动变阻器滑片调到阻值最大处；
    ②Ⅰ、按电路图2连接实物电路图，并将滑动变阻器滑片调到阻值最大处；
    Ⅱ、闭合开关S1、断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.3A；
    Ⅲ、滑片位置不动，闭合开关S1、S2，读出电流表示数I；
    Ⅳ、求灯泡额定功率．
    ③0.3A×（6V-$\frac{1.8A}{I}$V）

    点评 本题考查了连接电路图、实验器材的选择、电压表读数、求灯泡功率等及设计实验方案的能力，综合性强，难度大，为压轴题．

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