Question

4．如圖1甲是測(cè)量標(biāo)有“3.8v”字樣的小燈泡額定功率的電路圖．

（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)不能處于連接狀態(tài)．
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為3.8v時(shí)，電流表的示數(shù)如圖1乙所示，由此可得，小燈泡的額定功率為1.14W．
（3）在實(shí)驗(yàn)中，小明想到這個(gè)電路圖基本和探究歐姆定律中電流與電壓關(guān)系的電路圖一樣，決定用這些器材繼續(xù)做探究電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，你覺(jué)得可以嗎？為什么不可以，燈泡電阻隨隨溫度變化而變化．
（4）小強(qiáng)的電流表?yè)p壞了，老師告訴他己經(jīng)沒(méi)有電流表可換，而給了他一個(gè)已知阻值為R的定值電阻和若干個(gè)開(kāi)關(guān)，小強(qiáng)重新設(shè)計(jì)了如圖2的電路，在不改變?cè)撾娐愤B接的情況下，也能正確測(cè)出小燈泡的額定功率．
他正確連接電路后，接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟是：
①閉合開(kāi)關(guān)S、S₁，斷開(kāi)S₂，移動(dòng)滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8V，
②保持滑片位置不動(dòng)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，閉合開(kāi)關(guān)S 和S₂，記下電壓表的示數(shù)為U₂；
③計(jì)算得出小燈泡的額定功率P=$\frac{3.8V×（{U}_{2}-3.8V）}{R}$．

Answer 1

分析 （1）為保證電路安全，連接電路時(shí)應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；
（2）電流表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少．知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率；
（3）可從溫度對(duì)燈泡電阻的影響分析原因；
（4）要測(cè)量小燈泡的電阻，需測(cè)量出小燈泡的電壓和電流，由圖知，根據(jù)定值電阻兩端的電壓和電阻能計(jì)算出電路中的電流，通過(guò)開(kāi)關(guān)的變化測(cè)出燈泡兩端的電壓，得出小燈泡的電功率的表達(dá)式．

解答 解：（1）在連接電路的過(guò)程中開(kāi)關(guān)應(yīng)該處于斷開(kāi)狀態(tài)，不能連接；
（2）電流表使用的0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.3A，P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（3）燈泡電壓與電流變化時(shí)，燈泡實(shí)際功率發(fā)生變化，燈泡溫度發(fā)生變化，燈泡電阻隨溫度變化而變化，所以燈泡電流與電壓不成正比，因此不能用這些器材繼續(xù)做探究電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)；
（4）小強(qiáng)設(shè)計(jì)的電路中無(wú)電流表，需測(cè)量出定值電阻兩端電壓，利用歐姆定律計(jì)算，并使燈泡兩端電壓為其額定電壓；
連好電路后，可先閉合開(kāi)關(guān)S、S₁，斷開(kāi)S₂，此時(shí)電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓，移動(dòng)滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8V；
保持滑片位置不動(dòng)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，閉合開(kāi)關(guān)S、S₂，此時(shí)電壓表測(cè)量燈泡和電阻兩端的總電壓，記下電壓表的示數(shù)U₂
則定值電阻兩端的電壓U=U₁-U₂；所以I=$\frac{U}{R}$=$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$；
所以P=3.8V×I=3.8V×$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$．
故答案為：（1）連接；
（2）1.14；
（3）不可以，燈泡電阻隨隨溫度變化而變化；
（4）閉合開(kāi)關(guān)S、S₁，斷開(kāi)S₂，移動(dòng)滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8V．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，主要考查了在沒(méi)有電流表時(shí)測(cè)量電功率的方法，需掌握要測(cè)功率必須測(cè)出或計(jì)算出燈泡中電流和兩端電壓．