Question

【题目】在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”的字样，电源电压恒定不变．

（1）请你用笔划线代替导线，将甲图中的实物电路完整，要求滑片向左移动时灯泡变亮．

（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因可能是 ．

（3）排除故障后，开始实验，闭合开关，电压表的示数为2.5V，此时应将变阻器滑片向 （选填“左”或“右”）端调节，在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视 的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.4A，则灯泡的额定功率为 W．

（4）完成上述实验后，又找来了一个阻值为R0的电阻和两个开关．并借助部分现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率．请完成下列的实验步骤：

①闭合开关 ，移动滑片，当电压表的示数为 V时，停止移动滑片，然后再断开闭合的开关：

②保持滑片的位置不动，再闭合开关 ，读出此时电压表的示数为U；

③灯泡额定功率的表达式为P额= （用已知量和测量量表示）．

Answer 1

【答案】（1）如图所示；（2）小灯泡短路；（3）左；电压表；1.52；

（4）①S1和S3；3.8；②S1和S2；③3.8V×（U-3.8V）/R0

【解析】

试题分析：（1）根据滑片向左滑动，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器电阻变小，靠近下接线柱，应接左边下接线柱，如图所示：

（2）闭合开关，电流表有示数，说明电路中存在短路，电压表无示数，说明与电压表并联的小灯泡短路．

（3）灯泡两端实际电压为2.5V小于额定电压3.8V，为了测量额定电压，电压表示数应变大，根据串联分压，滑动变阻器电阻应变小，滑片应向左滑动；为了确定灯泡两端电压等于额定电压，眼睛应注视电压表；灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；

（4）①让灯泡两端电压等于额定电压3.8V，使灯泡正常工作，应闭合开关S1和S3，移动滑片电压表示数为3.8V；

②使灯泡能够正常工作，能够通过已知电阻R0计算出通过灯泡电流，应闭合开关S1和S2，读出电压表示数U，由R0两端电压：U0=U﹣U灯，通过R0电流I0=U0/R0；

③当闭合S1和S3时，R0和灯泡串联，电压表测灯泡两端电压，当闭合S1和S2时，电压表测R0和灯泡两端总电压，由R0两端电压，U0=U﹣U灯=U﹣3.8V，通过R0电流I0=U0/R0=（U-3.8V）/R0，灯泡的额定功率P=U灯I=3.8V×（U-3.8V）/R0