Question

7．小陸同學(xué)要測量額定電壓為2.8V的小燈泡的額定功率，他根據(jù)老師給出如圖1所示的器材畫出了電路圖，然后順利完成了實驗，請你完成以下問題：
（1）在虛線框中畫出實驗電路圖；

（說明：電流表接線柱由左至右依次為“-”，“0.6”，“3”；電壓表接線柱由左至右依次為“-”，“3”，“15”．）
（2）若在實驗過程中發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖2所示，則小陸接下來應(yīng)該將滑動變阻器接入電路中的阻值調(diào)�。ㄟx填“大”或“小”）
（3）實驗完成后，老師將小陸同學(xué)的電流表取走，換上一個阻值為R的定值電阻和一個控制電路已經(jīng)接好的電磁繼電器，要求重新設(shè)計一個實驗方案，只控制電磁繼電器的開關(guān)就能測出小燈泡的額定功率．小陸同學(xué)經(jīng)過與小組同伴的仔細探討，終于設(shè)計出一個新的實驗方案（見圖3），順利完成了老師交給的實驗任務(wù)．請你根據(jù)這個方案，將下列實驗步驟補充完整，所測出的物理量用相應(yīng)的字母表示：
a．按電路圖連接好電路，檢查無誤后將滑動變阻器調(diào)到最右端；
b．閉合S₁、S₂，調(diào)節(jié)滑動變阻力器，直到電壓表示數(shù)等于小燈泡的額定電壓U_額（2.8V）；
c．?dāng)嚅_S₁，讀出電壓表的示數(shù)為U_總；
d．實驗完成后整理器材，處理實驗數(shù)據(jù)可得小燈泡的額定功率表達式為：P_額=$\frac{{{U}_{額}（U}_{總}-{U}_{額}）}{R}$．

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，滑動變阻器接一上一下；
（2）根據(jù)圖2讀出電壓表的示數(shù)；
燈泡兩端的電壓低于額定電壓，要正常發(fā)光，需減小滑動變阻器的阻值；
（3）分析電壓表在不同情況下所測電壓，便可得出結(jié)論．

解答 解：（1）畫出電路圖，如圖所示：
 
（2）由圖2知，電壓表的量程為0～3V，示數(shù)為2.5V，低于額定電壓，所以需減小滑動變阻器的阻值，使燈泡兩端的電壓達到2.8V；
（3）由圖知，當(dāng)閉合S₁、S₂，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵，此時電壓表測量燈泡兩端的電壓；調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為額定電壓；
斷開S₁，電磁鐵無磁性，銜鐵被拉起，此時電壓表測量燈泡與定值電阻兩端的總電壓，則定值電阻兩端的電壓為U_總-U_額；
燈泡的額定電流I_額=$\frac{{U}_{總}-{U}_{額}}{R}$；
則燈泡的額定功率：P_額=U_額I_額=$\frac{{{U}_{額}（U}_{總}-{U}_{額}）}{R}$．
故答案為：（1）見上圖；（2）�。唬�3）b．調(diào)節(jié)滑動變阻力器，直到電壓表示數(shù)等于小燈泡的額定電壓U_額（2.8V）；c．讀出電壓表的示數(shù)為U_總；d．P_額=$\frac{{{U}_{額}（U}_{總}-{U}_{額}）}{R}$．

點評 本題是測量額定功率的實驗，考查了滑動變阻器的應(yīng)用，本題的（3）問是該題的難點，能夠正確分析出兩種情況下電壓表所測的電路是解決問題的關(guān)鍵．