Question

17．在測(cè)定額定電壓為3.8V的小燈泡（電阻大約為10Ω）額定功率的實(shí)驗(yàn)中，小明連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V且保持不變．
（1）請(qǐng)將實(shí)物電路連接完整（要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈變亮）．
（2）在連接電路時(shí)，開關(guān)必須斷開．若有A（5Ω　1A）、B（10Ω　0.5A）和C（15Ω　0.2A）三個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇，則應(yīng)該選擇變阻器B（填“A”、“B”或“C”）連入電路，才能保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行．
（3）在實(shí)驗(yàn)中，若電壓表示數(shù)為2V，則小燈泡的實(shí)際功率小于額定功率（填“大于”、“小于”或“等于”）；在此基礎(chǔ)上，為了能測(cè)量小燈泡的額定功率，必須將滑片P向A（填“A”或“B”）端移動(dòng)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為1.52W．
（4）閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表有示數(shù)但都很小，且看不到小燈泡發(fā)光，其原因是滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻太大．
（5）LED節(jié)能燈的發(fā)光亮度與此小燈泡正常發(fā)光時(shí)的亮度相同，LED燈可節(jié)約80%的電能，據(jù)此推算小燈泡正常發(fā)光時(shí)的亮度與0.304W的LED燈亮度相當(dāng)．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中電流表、燈泡和變阻器應(yīng)串聯(lián)，根據(jù)燈泡正常工作時(shí)的電流確定電流表量程，根據(jù)滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈變亮確定變阻器的接線柱；
（2）由燈泡正常發(fā)光，根據(jù)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算滑動(dòng)變阻器連入的阻值，確定選擇的變阻器規(guī)格；
（3）燈泡在額定電壓下的功率等于額定功率，燈泡電壓小于額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，使燈泡電壓變大，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的接法判斷滑片的移動(dòng)方向；讀出此時(shí)電流表示數(shù)，由電功率公式P=UI可以求出燈泡電功率；
（4）閉合開關(guān)后，電流表和電壓表有示數(shù)但都很小，且看不到小燈泡發(fā)光，說明燈泡分得的電壓太小，電路中的電阻過大造成的；
（5）根據(jù)題意分析答題．

解答 解：
（1）測(cè)燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，電流表、燈泡和變阻器應(yīng)串聯(lián)，燈泡正常工作時(shí)的電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，所以電流表使用0-0.6A量程，根據(jù)滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈變亮，即電路中電流變大，所以變阻器阻值減小，故應(yīng)將變阻器的A接線柱接入電路中，如圖所示：
；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_滑=U-U_額=6V-3.8V=2.2V，
此時(shí)變阻器連入的阻值為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.2V}{0.38A}$≈5.8Ω，所以選擇10Ω　0.5A的滑動(dòng)變阻器；
（3）電壓表示數(shù)2V小于燈泡額定電壓3.8V，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知燈泡實(shí)際功率小于額定功率．
由電路圖可知，應(yīng)向A移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端的電壓變大，當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V時(shí)，燈泡正常發(fā)光，由圖乙電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，示數(shù)為0.4A，
燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）閉合開關(guān)后，電流表和電壓表有示數(shù)但都很小，且看不到小燈泡發(fā)光，其原因是滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻太大，燈泡的實(shí)際功率很��；
（5）由題意可知：P_LED=（1-80%）P=（1-80%）×1.52W=0.304W．
故答案為：
（1）見上圖；（2）B；（3）小于；A；3.8；1.52；（4）滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻太大；（5）0.304．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、連接實(shí)物電路圖、滑動(dòng)變阻器的選擇、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、滑動(dòng)變阻器的作用等，是實(shí)驗(yàn)的�？紗栴}，一定要掌握；連接實(shí)物電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意題目要求．