Question

大山同学在探究“测定小灯泡的额定功率”的实验中，所用电源电压为6V保持不 变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”的字样，灯泡上标的字样模糊，但额定电压可能是2.2V或3.8V．他按如图1所示的电路图连接电路进行实验．
（1）连接电路时，开关S应是______的；闭合开关前，变阻器的滑片P应移至______端．
（2）实验时，进行试触，观察到电流表的示数如图2所示，出现这个现象的原因是______；正确连接电流表后，调节滑片P的位置，观察小灯泡的发光情况，当他认为小灯泡接近正常发光时，观察到电压表的示数如图3所示，出现这个现象的原因是______．
（3）该同学经过思考分析后重新进行实验，使小灯泡正常发光，此时滑片P的位置恰好在滑动变阻器的中点上，则小灯泡的额定功率是______W．
（4）要使小灯泡暗一些，应使滑片P向______端移动（填“A”或“B”）．

Answer 1

解：
（1）连接电路时，为保护电路，开关S应当处于断开状态；在闭合开关前，滑片应移至B端，使其接入电路阻值最大；
（2）试触时，发现电流表的指针偏转到了0刻度线的左侧，原因是电流表“+”“-”接线柱接反了；测量过程中，电压表的指针偏到最右侧，原因是电压表选择的量程太小；
（3）当灯泡正常发光时，两端电压为U_额=3.8V，
滑动变阻器两端电压为U_P=U-U_额=6V-3.8V=2.2V，
电路电流为I===0.22A，
灯泡额定功率为P_额=U_额I=3.8V×0.22A=0.836W；
（4）要使灯泡暗一些，需要降低灯泡两端电压，电源电压一定，所以滑动变阻器两端电压增大，因为串联电路用电器两端电压与其阻值成正比，所以滑动变阻器的滑片要向B端移动．
故答案为：
（1）断开；B；
（2）电流表“+”“-”接线柱接反；电压表所选量程太小；
（3）0.836；
（4）B．
分析：（1）在连接电路中，开关应断开，在闭合开关前，滑片应移至最大阻值处；
（2）使用电流表测量电路电流时，必须使电流从电流表“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出，否则指针会向左偏转；使用电压表时，应选择合适的量程，如量程太小，指针偏转角度太大，可能转到最右端没有刻度的位置；
（3）电压表只有0～3V和0～15V两个量程，由上知，当灯泡接近正常发光时，电压表示数达到最大，说明灯泡的额定电压为3.8V；已知灯泡额定电压和电源电压，可以得到滑动变阻器两端电压，已知滑动变阻器两端电压和接入电路的阻值，可以得到电路电流；已知电路电流和灯泡额定电压，利用公式P=UI得到额定功率；
（4）灯泡亮度决定于灯泡的实际功率，要使灯泡暗一些，应该使两端电压降低，在电源电压一定时，电路电阻增大．
点评：此题考查了测量灯泡功率电路的连接、电流表、电压表指针的非正常偏转和灯泡额定电压的确定、额定功率的计算以及灯泡亮度的调节，其中根据电压表指针偏转角度得到灯泡额定电压是分析后面问题的突破口，有一定的难度．