Question

趙新同學(xué)在做“測定小燈泡額定功率”的實驗中，所用電源電壓為 6V，變阻器上標(biāo)有“20歐2A”字樣，燈泡的額定電壓為3.8V，他按圖甲所示電路進(jìn)行實驗． 
（1）實驗原理是

P=UI

他在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則接下來的操作是

對電流表進(jìn)行調(diào)零，使指針指在零刻度線上

．
（2）按電路圖正確連接電路后，閉合開關(guān)前需要把變阻器的滑片放在

滑動變阻器阻值最大

的位置上． 
（3）實驗時，他調(diào)節(jié)變阻器的滑片，觀察到的現(xiàn)象如圖丙所示．則產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是：

滑動變阻器接入電路的阻值太小

以及

燈泡被燒壞，燈泡斷路

．
（4）趙新同學(xué)經(jīng)過思考、分析后，重新做實驗，使小燈泡正常發(fā)光，此時變阻器滑片位置正好在中點上，則小燈泡的額定功率為

0.836

W．

Answer 1

分析：（1）由圖甲知，本實驗采用了伏安法測燈泡的額定功率，伏安法測燈泡額定功率的原理是P=UI；
由圖乙知，電流表指針沒有指在電流表的零刻度線上，使用前應(yīng)對電流表調(diào)零；
（2）為保護(hù)電路，連接電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值；
（3）由圖丙知，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)超出最大量程，可能的原因是，調(diào)節(jié)滑動變阻器時，滑動變阻器接入電路的阻值太小，電路電流太大，把燈泡燒壞；
（4）當(dāng)燈泡電壓等于燈泡的額定電壓時，燈泡正常發(fā)光，由串聯(lián)電路特點求出滑動變阻器兩端的電壓，由歐姆定律求出流過電路的電流，然后由公式P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）實驗原理是：P=UI；電流表指針沒有指在零刻度線上，應(yīng)對電流表進(jìn)行機械調(diào)零，使電流表指針指在零刻度線上；
故答案為：P=UI；對電流表進(jìn)行調(diào)零，使指針指在零刻度線上．
（2）按電路圖正確連接電路后，閉合開關(guān)前需要把變阻器的滑片放在滑動變阻器阻值最大的位置上；
故答案為：滑動變阻器阻值最大．
（3）由圖丙可知，電流表示數(shù)為零，電壓表指針超過最右側(cè)刻度線，超出電壓表量程，電流表示數(shù)為零，說明電路存在斷路，電壓表示數(shù)不為零且超出量程，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路；綜合分析可知，燈泡斷路；原因是：滑動變阻器接入電路阻值太小，電路電流太大，把燈泡燒壞，出現(xiàn)電路；
故答案為：滑動變阻器接入電路的阻值太小；燈泡被燒壞，燈泡斷路．
（4）燈泡電壓等于其額定電壓U_L=3.8V時，燈泡正常發(fā)光；此時滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V；
由題意知，此時滑動變阻器滑片在中點位置，則滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=

20Ω

2

=10Ω，
電路電流I=

U滑

R滑

=

2.2V

10Ω

=0.22A，燈泡的額定功率P=U_LI=3.8V×0.22A=0.836W；
故答案為：0.836．

點評：本題考查了實驗原理、電流表的調(diào)節(jié)、實驗的注意事項、電路故障分析、求燈泡的額定功率等問題；
最后一問有一定的難度，應(yīng)知道在額定電壓下燈泡的功率為額定功率，由串聯(lián)電路特點求出滑動變阻器兩端電壓，由歐姆定律求出電路電流、掌握功率公式是解題的關(guān)鍵．