Question

4．小王做“測定小燈泡的電功率”實驗，現(xiàn)有電源（電源電壓保持不變）、待測小燈、電流表、滑動變阻器、電建及導線若干，其中待測小燈上所標“3.8V”字樣清晰可見，額定功率小于1瓦．圖是沒有連接完整的實物電路．
（1）請你用筆畫線代替導線在圖中正確連接．（用2B鉛筆在答題紙的相應(yīng)位置作圖）
（2）連好電路閉合電鍵前，應(yīng)將滑動變阻器滑片P置于A端．（選填“A”或“B”）
（3）他實驗步驟正確，閉合電鍵，移動滑動變阻器的滑片，電壓表V的示數(shù)從2.0V逐漸變大，但無法根據(jù)電壓表V的讀數(shù)精確確定小燈是否正常發(fā)光．經(jīng)思考后，他斷開電鍵，將電壓表V重新連接，并按規(guī)范將滑動變阻器的滑片移到阻值最大端后閉合電鍵，移動滑片P，此時電壓表V的示數(shù)從4.0V逐漸變�。�小燈正常發(fā)光時，他記下了此時電壓表和電流表的示數(shù)．
①請寫出小王將電壓表V接在電路中的位置．電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端
②如果將小王所記錄的小燈正常發(fā)光時的電壓表和電流表的示數(shù)相乘，得到的電功率為0.484W．請根據(jù)相關(guān)信息計算出小燈的額定功率．（需寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）伏安法測量電功率，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表與小燈泡并聯(lián)，注意量程的選擇、正負接線柱的連接；
（2）為了保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片應(yīng)移到最大阻值處；
（2）電流表V測量滑動變阻器兩端電壓，示數(shù)為2.5V時，電流為0.25A，可求變阻器連入電路的阻值，進而可求最大阻值；
求出電壓表V′示數(shù)（燈泡兩端電壓）為2.0V時，滑動變阻器兩端電壓，可計算電壓電壓；
利用歐姆定律和電源電壓不變的特點列出等式求出燈泡的額定電壓值，最后利用P=UI求功率．

解答 解：（1）伏安法測量電功率，電流表串聯(lián)在電路中，測量通過小燈泡的電流，電壓表與小燈泡并聯(lián)，測量小燈泡兩端的電壓，由題意知，小燈泡的額定電壓為3.8V，則電壓表應(yīng)選擇0～15V量程，實物圖連接如下：

（2）為了保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片應(yīng)移到最大阻值處，即滑片P移至最左端A處；
（3）①在“測定小燈泡的電功率”實驗中，待測小燈與滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器接入電路中的阻值最大，閉合開關(guān)，移動滑片，滑動變阻器連入電路的阻值減小，電路中的總電阻變小，電源電壓不變，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，因燈泡的阻值基本不變，根據(jù)U=IR可知：燈泡兩端的電壓會變大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知：滑動變阻器兩端的電壓會減小，所以電壓表V的示數(shù)逐漸變小，表明電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端；
②電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，測量的是滑動變阻器兩端的電壓，小燈正常發(fā)光時的電壓表和電流表的示數(shù)相乘，即為滑動變阻器的電功率；
由圖可知，小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓為U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，電路中的電流I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.484W}{2.2V}$=0.22A；
此時小燈泡正常發(fā)光，小燈泡的額定功率功率P_L=U_LI=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）A；（3）電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端；（4）0.836W．

點評 本題考查了實物電路圖的連接、滑動變阻器的使用、電表位置的分析及電功率的計算，解題的關(guān)鍵是掌握并能熟練應(yīng)用串聯(lián)電路的特點、歐姆定律、電功率的計算公式來分析實驗，在平時的實驗操作過程中要注意多觀察、多思考．