Question

8．在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，電源由兩節(jié)新干電池組成，小燈泡標(biāo)有“2V”字樣，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”字樣．

①本實(shí)驗(yàn)的原理是P=UI．
②請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中食物電路正確連接完整，要求：閉合電鍵S前，移動(dòng)變阻器的滑片P至左端時(shí)，變阻器連入電路的阻值最大．電路如下圖．
③連接好電路，閉合電鍵，觀察到燈泡L不發(fā)光，電壓表示數(shù)為零，將電壓表分別正確并聯(lián)在AB，AC，AD兩端，發(fā)現(xiàn)_AB=U_AC=0，U_AD＞0，請(qǐng)判斷，發(fā)生故障的是CD之間發(fā)生了斷路．
④排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定燈泡L的額定功率，當(dāng)移動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，眼睛應(yīng)先觀察電壓表的示數(shù)，然后讀出另一個(gè)電表的示數(shù)．當(dāng)燈泡L正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖所示，則燈泡L的額定功率為0.4瓦，此時(shí)變阻器接入電路中的電阻為5歐．

Answer 1

分析 （1）“測(cè)定小燈泡的電功率”是通過(guò)測(cè)量燈泡兩端電壓和燈泡中的電流，利用公式P=UI計(jì)算功率；
（2）實(shí)驗(yàn)中電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓，與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器要“一上一下”連入電路；
（3）燈泡不亮，電壓表無(wú)示數(shù)，可能是燈泡短路或斷路造成，故障類型應(yīng)根據(jù)電壓判斷；
（4）測(cè)量額定電壓，應(yīng)使燈泡兩端電壓為額定電壓，利用P=UI計(jì)算燈泡的功率；利用R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電阻．

解答 解：①“測(cè)定小燈泡的電功率”是通過(guò)測(cè)量燈泡兩端電壓和燈泡中的電流，利用公式P=UI計(jì)算功率，故實(shí)驗(yàn)原理為P=UI；
②電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)；電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，因電壓電壓為3V，應(yīng)使用03V量程，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，起分壓作用，變阻器的滑片P至左端時(shí)，變阻器連入電路的阻值最大，需要將滑動(dòng)變阻器的右下接線柱連入電路；實(shí)物電路如圖：

③觀察到燈泡L不發(fā)光，電壓表示數(shù)為零，有可能是燈泡短路或斷路造成的，發(fā)現(xiàn)_AB=U_AC=0，U_AD＞0，說(shuō)明從D點(diǎn)、燈絲、電流表、滑動(dòng)變阻器到電壓的正負(fù)極是通路，所以是CD之間發(fā)生了斷路；
④測(cè)定燈泡L的額定功率，應(yīng)使燈泡兩端電壓為額定電壓，當(dāng)移動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，眼睛應(yīng)先觀察電壓表示數(shù)；
電流表所用量程為0～0.6A，示數(shù)為0.2A；
燈泡的額定功率：P=UI=2V×0.2A=0.4W；
由I=$\frac{U}{R}$得，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{3V-2V}{0.2A}$=5Ω．
故答案為：①P=UI；②實(shí)物電路如上圖；③CD之間發(fā)生斷路；④電壓；0.4；5．

點(diǎn)評(píng) 用電壓表判斷電路故障時(shí)，如果有示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的元件是完好的；如果無(wú)示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的元件有斷路，或與電壓表并聯(lián)的元件短路．