Question

（2012?哈爾濱模擬）在“測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)”中，小燈泡的額定電壓為3.8V，電阻大約為10Ω，電源電壓為6V且保持不變，其它器材如圖所示．實(shí)驗(yàn)中小明發(fā)現(xiàn)電壓表的0-15V量程損壞，但0-3V的量程還可使用．（計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）
（1）小明仍利用這些器材進(jìn)行上面的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)并連接了如圖所示的實(shí)物圖，但有一根導(dǎo)線連錯(cuò)了，請(qǐng)幫他在連錯(cuò)的導(dǎo)線上畫(huà)“×”，并連上正確的導(dǎo)線．實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)可供選擇的滑動(dòng)變阻器，分別為“5Ω 1A”和“10Ω  1A”，為了能順利完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選擇

10Ω1A

的滑動(dòng)變阻器合適．
（2）小東測(cè)出了如下表的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你（幫助計(jì)算出小燈泡的額定電功率并填入表格內(nèi)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表示數(shù)	電流表示數(shù)	燈泡亮度變化	燈泡額定功率
1	3V	0.30A	逐漸變亮	1.44W
2	2.6V	0.34A
3	2.2V	0.38A

（3）請(qǐng)回答，本實(shí)驗(yàn)中，在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，應(yīng)該注意的事項(xiàng)及理由．

Answer 1

分析：（1）①由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，且電壓表串聯(lián)在電路中；因電壓表的內(nèi)阻很大，串聯(lián)在電路中，其它元件都相當(dāng)于導(dǎo)線，都不能正常工作．根據(jù)燈泡的額定電壓大于電壓表的量程可知，電壓表不能直接測(cè)燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知，燈泡正常工作時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為6V-3.8V=2.2V，故電壓表可以并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端．
②根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流和滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值，即可選擇合適的滑動(dòng)變阻器．
（2）額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，根據(jù)表格得出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．
（3）因本題中電源的電壓大于電壓表的量程，所以在調(diào)節(jié)時(shí)要注意滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，可觀察電壓表和電流表的變化范圍進(jìn)行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

解答：解：（1）由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，且電壓表串聯(lián)在電路中；所以電流表無(wú)示數(shù)，燈泡不亮．
經(jīng)分析，滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)錯(cuò)誤：如果電流從電流表出來(lái)，先經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器，再經(jīng)燈泡到電源的負(fù)極，只改變一根導(dǎo)線，電壓表測(cè)燈泡電壓，不符合題意．
如果電流從電流表出來(lái)，先經(jīng)過(guò)燈泡，再滑動(dòng)變阻器，到電源的負(fù)極；只移動(dòng)一根導(dǎo)線的情況下，會(huì)造成電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，符合題意．改正的電路圖如圖所示：

②電源電壓U=6V，小燈泡的額定電壓U_L=3.8V，
小燈泡正常工作時(shí)滑動(dòng)變阻器分得的電壓U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
此時(shí)電路中的電流約為I=I_L=

UL

I

=

3.8V

10Ω

=0.38A，
所以滑動(dòng)變阻器電阻為R_滑=

U滑

I

=

2.2V

0.38A

≈5.8Ω＞10Ω
故應(yīng)選“10Ω  1A”的滑動(dòng)變阻器．
故答案為：如上圖所示；10Ω  1A．
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí)，燈泡正常工作，由表可知此時(shí)電路中的電流即燈泡的額定電流I_額=0.38A；
燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=3.8V×0.38A≈1.44W．
故答案為：1.44W．
（3）應(yīng)該注意的是調(diào)節(jié)時(shí)不要超出滑動(dòng)變阻器的可調(diào)節(jié)范圍10～5.8Ω，可通過(guò)觀察電流表或電壓表的示數(shù)來(lái)確定滑動(dòng)變阻器的范圍；因?yàn)殡娏鞅硎緮?shù)變化的范圍是0～0.38A，電壓表示數(shù)變化的范圍3～2.2V．

點(diǎn)評(píng)：（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，做好手和眼的分工．
（2）在實(shí)物圖中找出錯(cuò)誤之處，對(duì)電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用逐條分析，防止遺漏錯(cuò)誤．
（3）在電壓表的合適量程損壞時(shí)，把電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端是常用的方法．