Question

在“测量小灯泡电功率的实验”中，小灯泡的额定电压为3.8V，电阻大约为10Ω，电源电压为6V且保持不变，其它器材如图所示．实验中小明发现电压表的0-15V量程损坏，但0-3V的量程还可使用．（计算结果保留小数点后两位）
（1）小明仍利用这些器材进行上面的实验，设计并连接了如图所示的实物图，但有一根导线连错了，请帮他在连错的导线上画“×”，并连上正确的导线．实验中有两个可供选择的滑动变阻器，分别为“5Ω 1A”和“10Ω  1A”，为了能顺利完成实验，应选择______的滑动变阻器合适．
（2）小东测出了如下表的三组实验数据，请你（帮助计算出小灯泡的额定电功率并填入表格内．

实验次数	电压表示数	电流表示数	灯泡亮度变化	灯泡额定功率
1	3V	0.30A	逐渐变亮	______
2	2.6V	0.34A
3	2.2V	0.38A

（3）请回答，本实验中，在调节滑动变阻器时，应该注意的事项及理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）①由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，且电压表串联在电路中；因电压表的内阻很大，串联在电路中，其它元件都相当于导线，都不能正常工作．根据灯泡的额定电压大于电压表的量程可知，电压表不能直接测灯泡两端的电压，根据串联电路电阻的分压特点可知，灯泡正常工作时滑动变阻器两端的电压为6V-3.8V=2.2V，故电压表可以并联在滑动变阻器的两端．
②根据串联电路的电压特点求出小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流和滑动变阻器接入电路的电阻值，即可选择合适的滑动变阻器．
（2）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据表格得出此时电路中的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．
（3）因本题中电源的电压大于电压表的量程，所以在调节时要注意滑动变阻器接入电路的电阻，可观察电压表和电流表的变化范围进行进行实验．
解答：解：（1）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，且电压表串联在电路中；所以电流表无示数，灯泡不亮．
经分析，滑动变阻器与灯泡并联错误：如果电流从电流表出来，先经过滑动变阻器，再经灯泡到电源的负极，只改变一根导线，电压表测灯泡电压，不符合题意．
如果电流从电流表出来，先经过灯泡，再滑动变阻器，到电源的负极；只移动一根导线的情况下，会造成电压表测滑动变阻器两端电压，符合题意．改正的电路图如图所示：

②电源电压U=6V，小灯泡的额定电压U_L=3.8V，
小灯泡正常工作时滑动变阻器分得的电压U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
此时电路中的电流约为I=I_L===0.38A，
所以滑动变阻器电阻为R_滑==≈5.8Ω＞10Ω
故应选“10Ω  1A”的滑动变阻器．
故答案为：如上图所示；10Ω  1A．
（2）当电压表的示数为2.2V时，灯泡正常工作，由表可知此时电路中的电流即灯泡的额定电流I_额=0.38A；
灯泡的额定功率P_额=U_额I_额=3.8V×0.38A≈1.44W．
故答案为：1.44W．
（3）应该注意的是调节时不要超出滑动变阻器的可调节范围10～5.8Ω，可通过观察电流表或电压表的示数来确定滑动变阻器的范围；因为电流表示数变化的范围是0～0.38A，电压表示数变化的范围3～2.2V．
点评：（1）实验过程中，做好手和眼的分工．
（2）在实物图中找出错误之处，对电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用逐条分析，防止遗漏错误．
（3）在电压表的合适量程损坏时，把电压表并联在滑动变阻器的两端是常用的方法．