Question

在“测量小灯泡的功率”的实验中，小明和小红使用的器材中小灯泡的规格不同，其它器材规格相同，小灯泡的额定电压可能是“1.5V”、“2V”或“2.8V”，小灯泡额定功率相差不大．
（1）如图所示是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，要求滑片向右滑动时灯泡变暗．

物理量 实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A	小灯泡亮暗程度
1	1.3	0.17	暗
2	2.0	0.22	正常发光
3	3.0		不发光

（2）小明正确连接好电路并将滑动变阻器的滑片放在了最大处，闭合开关后，记录了第1组数据；当小灯泡正常发光时记录了第2组数据；当把滑动变阻器的滑片一到一端时，小灯泡刚发出很强的光后立即熄灭了，此时记录了第3组数据．三组数据如上表所示．则他们所用的电源电压为______V，小明所用的小灯泡额定功率为______W．
（3）小红实验时，当她连接好最后一根导线立即看到小灯泡发出明亮的光．请你帮助小红找出实验中两个操作不当之处：
①______；②______．
（4）小红改正了错误操作，连接好了电路．当小红所选用的小灯泡正常发光时，电压表的示数如图所示，而滑动变阻器的滑片恰好在中点上，此时滑动变阻器连入电路的阻值为______Ω，小红所选用的小灯泡正常发光时的电流为______A．

Answer 1

【答案】分析：（1）要求滑片向右滑时，灯泡变暗（电流变小），连入的电阻变大，下面的接线柱选A．
（2）小明连接好电路，闭合开关，滑动变阻器滑片在最大阻值处，得到第一组数据，求出滑动变阻器电压（通过第三组数据得到电源电压）和滑动变阻器最大电阻．
减小滑动变阻器电阻，得到第二组数据，根据P=UI计算灯泡额定功率．
继续移动滑片，电路电流增大，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压时，烧断灯丝，电路断路，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压．
（3）为了保护电路，连接电路时开关要断开，滑片P置于使连入电阻最大的位置．
（4）小红和小明使用的器材除灯泡外其它都相同，利用小明的第一次实验求得滑动变阻器的最大阻值，求得滑片中点时接入电路的电阻和电压，求得滑动变阻器电流即灯泡电流．
解答：解：（1）当滑片右移时，灯变暗说明连入电阻变大，下面的接线柱选择A，滑动变阻器串联在电路中．如图．

（2）闭合开关后，滑片处于最大阻值处，向左移动滑片，电路电阻减小，电流增大，灯泡两端电压增大，当灯泡两端电压超过灯泡的额定电压时，灯泡被烧坏．
电压表串联在电路中，测电源电压，电源电压为3V．
连接好电路，滑片处于最大阻值处，闭合开关得到第一组数据，滑动变阻器电压为：U₁=U_总-U_L=3V-1.3V=1.7V，
滑动变阻器最大阻值为：R===10Ω，
灯泡正常工作时，电压为2.0V，电流为0.22A，
所以，灯泡额定功率为：P=UI=2.0V×0.22A=0.44W．
（3）当他连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光，
说明①连接电路时开关没有断开，②没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置；
（4）小红实验时，灯泡与滑动变阻器串联，小红与小明使用的滑动变阻器相同，
滑动变阻器接入电路的电阻：R′=R=×10Ω=5Ω，
电压表选择0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为1.5V，
根据串联电路电流处处相等，所以灯泡电流为：I_L=I′===0.3A．
故答案为：（1）实物连接如图；（2）3；0.44；
（3）连接电路时开关没有断开；滑动变阻器的滑片没有移到电阻值为最大的位置；（4）5；0.3．
点评：本题的很多已知条件都不是直白的，而是隐含在实验数据中，需认真挖掘．
通过灯泡两端电压超过灯泡额定电压时，烧坏灯泡，电压表串联在电路中测量电源电压，获得电源电压值．
通过闭合开关时，滑动变阻器滑片处于最大阻值处求得滑动变阻器最大电阻．
通过小红和小明使用的器材相同，求得小红实验时滑动变阻器的电流即灯泡正常工作时的电流．