Question

【题目】小明要测定一只标有“3.8V”字样小灯泡的额定功率，他选择了两节干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线，连接了如图甲所示电路。

（1）小红认为小明所选器材不能完成此实验，其原因是___________。仔细审查电路连线后她还发现有接线错误，请你在接错的那根导线上打“X”，并另画一根导线，使电路连接正确_____。

（2）小明重新选择合理器材，将电路改接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为___________W。

（3）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率，己知滑动变阻器总阻值为R，电源电压保持不变。请在下列横线上

补充好进行实验时的关键步骤，并用相应的字母表示测出的物理量。

步骤一：闭合开关S、S2，断开S1，___________。

步骤二：___________。

步骤三：___________。

写出小灯泡的额定功率的表达式：P额=___________。（用已知量和测出的物理量表示）

Answer 1

【答案】 电源电压低于灯泡的额定电压 见解析 1.444 步骤一：将滑动变阻器的滑片移到最上端，记下电压表的示数U 步骤二：闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U2=U﹣3.8V 步骤三：闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，记下电压表示数U3 3.8V××U。

【解析】（1）灯在额定电压下正常发光，电源电压为3V小于灯的额定电压3.8V，故电源电压低于灯泡的额定电压，所选器材不能完成此实验；原电路中，电流表与变阻器串联后与灯并联，电压表串联在电路中是错误的，电压表与灯并联，电流与灯串联，改正后如下所示：

（2）图乙电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.38A，则灯的额定功率为：P＝UI＝3.8V0.38A＝1.444W；（3）根据上面的分析，具体步骤：①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，记下电压表的示数U；②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U﹣3.8V，这时小灯泡正常发光；③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，记下电压表示数U3。在①中，电压表示数U即电源电压，在②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测变阻器的电压，当电压表示数为U﹣3.8V，根据串联电路电压的规律，灯的电压3.8V，灯正常发光；在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，滑片以上电阻丝的电压为：U﹣U3，根据分压原理，R滑上：R滑下＝（U﹣U3）：U3，因变阻器的总电阻为R，故R滑下＝R，在步骤二中，由欧姆定律和串联电路电流的规律，通过变阻器的电流即灯的额定电流：IL＝U.小灯泡的额定功率P额＝ULIL＝3.8VU。