Question

18．小刚的实验小组在探究“测量小灯泡的电功率”实验中，所用小灯泡的额定电压为3.8V，电源是电压为6V且保持不变的蓄电池组，同组的小雯发现电压表的0～15V的量程已损坏，只有03V量程能正常使用，实验室里也没有其他电压表可供更换．小刚和小雯讨论了一下，认为利用现有器材也能测出小灯泡的额定功率，并设计了如图甲所示的电路．

（1）请在图乙中用笔画线代替导线，把电压表按小刚和小雯的实验要求正确接入电路．
（2）电路连接正确后，闭合开关，变阻器滑片P向右移动时，电流表的示数变大，电压表的示数
变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）小刚他们正常进行实验并将实验数据记录，画出了电流I随电压U变化的图象（如图丙所示）．由图
像可知，电压表的示数是2.2V，小灯泡正常发光；此时电路电流为0.42A，小灯泡的额定功率为1.596W．

Answer 1

分析 （1）根据串联电路电压的规律和灯泡的额定电压求出滑动变阻器两端电压，从而确定电压表的量程，并将电压表并联在滑动变阻器两端；
（2）根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表并联在滑动变阻器两端，电流表串联在电路中；
根据滑片移到的方向确定滑动变阻器接入电路的阻值，根据欧姆定律确定电流表示数的变化，根据串联电路的分压特点可知电压表示数的变化；
（3）当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光；根据图丙读出灯泡正常发光的电流，并根据P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：（1）因为灯泡的额定电压为3.8V，根据串联电路分压的规律可知，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V，因此电压表的量程为0～3V；
将电压表并联在滑动变阻器两端；如下图所示：

（2）根据电路图可知，闭合开关，变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大；
因为串联电路起分压作用，而滑动变阻器接入电路中的阻值变小，因此滑动变阻器两端电压变小，即电压表示数变小；
（3）已知灯泡的额定电压为3.8V，根据串联电路分压的规律可知，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V，即电压表的示数为2.2V；
根据图丙可知，当电压表的示数为2.2V时，通过灯泡的电流为0.42A，则灯泡的额定功率：
P=UI=3.8V×0.42A=1.596W．
故答案为：（2）变大；变小；（3）2.2；0.42；1.596．

点评 本题考查了电压表的量程的选择和连接、串联电路的特点、滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用、图象分析以及功率的计算等问题，都是实验的常考问题，一定要掌握．