Question

15．在“测定小灯泡的电动率”的实验中（小灯泡标有“3.8V”字样），电源电压恒定．
（1）请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮．
（2）在检查电路连接时，变阻器滑片P应移到端A（选填“A”或“B”），目的是为了保护电路．
（3）实验时，要使小灯泡正常发光，应移动滑动变阻器滑片P使电压表示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，通过灯泡的电流为0.3A，灯泡的额定功率为1.14W．
（4）做完实验后，小明看到实验台上有一个定值电阻R，上边的数字模糊不清，想测出它的阻值，可是发现电压表损坏．小明设计的电路图如图2所示，请你把它的实验步骤补充完整，小灯泡的额定电压U额、额定电流I额已知，用已知量和测量量出电阻R的表达式．
a．闭合S₁、断开S₂，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为I_额；
b．保持变阻器的滑片位置不动，断开S₁，闭合S₂，测得R与L的总电流I；R=$\frac{{U}_{额}}{I-{I}_{额}}$．

Answer 1

分析 （1）测小灯泡功率的实验中滑动变阻器应串联入电路中，根据滑片P向右滑动时灯泡变亮的要求和电压表与灯泡并联连接实物电路图；
（2）实验前滑片应置于最大值处；
（3）灯泡在额定电压下的功率为额定功率；由图示电流表确定其量程与分度值，然后读出其示数，由P=UI可求出灯泡的额定功率；
（4）有电流表和灯泡，借助并联电路特点测量出R的电压和电流，闭合s₁，调节滑动变阻器使小灯泡的电流为额定电流即I_额；然后断开s₁，闭合s₂，测得R与L的总电流，再利用欧姆定律可求R阻值．

解答 解：
（1）测小灯泡功率的实验中，滑动变阻器应串联入电路中，题中要求“滑动变阻器的滑片P向右端移动时小灯泡变亮”，所以此时变阻器连入阻值变小，应将接线柱B接入电路中；电压表与灯泡并联测其电压，灯泡额定电压3.8V，所以电压表使用0～15V量程，如图所示：
；
（2）为了保护电路，滑片应置于最大阻值处，所以变阻器的滑片P应移到A端；
（3）当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时，灯泡正常发光；由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，
灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（4）a．闭合S₁、断开S₂，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为I_额；此时灯泡两端的电压为U_额；
b．保持变阻器的滑片位置不动，断开S₁，闭合S₂，测得R与L的总电流I；根据并联电路的电流规律可知，通过电阻的电流为：I'=I-I_额；
电阻R的表达式：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}^{′}}$=$\frac{{U}_{额}}{I-{I}_{额}}$．
故答案为：（1）见上图；（2）A；（3）3.8；0.3；1.14；（4）；（4）b．断开S₁，闭合S₂，测得R与L的总电流I；$\frac{{U}_{额}}{I-{I}_{额}}$．

点评 本题考查了实物图的连接，滑动变阻器的正确使用，电流表的读数，电功率计算以及特殊方法测电阻等，涉及知识点多，综合性强．