Question

【題目】在“測(cè)定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中,提供的器材有:標(biāo)有“3.8V”字樣的小燈、“10Ω 1A” 的滑動(dòng)變阻器、三節(jié)新干電池等。

甲 乙 丙

(1)請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整，使閉合開(kāi)關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入 電路的電阻最大 ________________。

(2)閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無(wú)示數(shù)。為了查找故障，小明將電壓表拆下，在 開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)下，分別將電壓表接在電源、滑動(dòng)變阻器及開(kāi)關(guān)兩端，結(jié)果只有接在滑動(dòng)變 阻器兩端時(shí)，電壓表無(wú)示數(shù)，則肯定出現(xiàn)故障的元件是______。

(3)排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電壓表示數(shù)為 3.8V 時(shí)，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈 泡的額定功率______W。

(4)老師告訴小明，電壓表有示數(shù)時(shí)內(nèi)部有微弱的電流通過(guò)，如果考慮這個(gè)微弱電流的影 響，所測(cè)小燈泡的電功率將比真實(shí)值偏___________（選填“大”或“小”）。

(5)做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于電流表發(fā)生故障，小明向老師要了一個(gè)已知阻值為 R0 的定值電阻和 一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)電路，同樣測(cè)出 了小燈泡的額定功率，請(qǐng)你幫他完成下列實(shí)驗(yàn)步驟:

①連接好實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān) S1,將開(kāi)關(guān) S2 撥到觸點(diǎn)______(選填“1”或“2”)，移動(dòng)滑 片，使電壓表的示數(shù)為______V。

②保持滑片的位置不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān) S2 撥到另一觸點(diǎn)，讀出電壓表的示數(shù)為 U；

③小燈泡額定功率的表達(dá)式為 P 額=______(用已知量和測(cè)量量表示)。

Answer 1

【答案】見(jiàn)解析； 開(kāi)關(guān) 1.444； 大； 2； 3.8

【解析】

（1）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表所選用的量程，電流表選用小量程，并注意變阻器接線柱與電壓接線柱的接法；

（2）電流表在干路上，無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路故障為斷路；如果電壓有示數(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2路，或與電壓表并聯(lián)的元件短路或電路中無(wú)電源，據(jù)此判斷故障所在；

（3）認(rèn)清電流表的分度值讀數(shù)，由計(jì)算燈的額定功率；

（4）根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，根據(jù)確定測(cè)量值與真實(shí)值的大小；

（5）在沒(méi)有電流表的情況下，利用定值電阻R0和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，通過(guò)開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使燈泡兩端的電壓等于3.8V，使燈正常發(fā)光；保持滑片的位置不動(dòng)，再通過(guò)開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換使電壓表測(cè)出燈與定值電阻R0的電壓U；在前后兩次開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，電路的連接關(guān)系沒(méi)有改變，各用電器分得的電壓保持不變，此時(shí)燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可求出此時(shí)定值R0的電壓，由歐姆定律求出通過(guò)定值電阻R0的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，即燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小，根據(jù)寫(xiě)出小燈泡額定功率的表達(dá)式。

（1）由題可知，小燈泡的額定電壓3.8V＞3V，由圖丙知，電流表選用小量程；要使閉合開(kāi)關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，滑片以右部分的電阻絲連入電路，如下圖所示；

（2）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無(wú)示數(shù)，則此電路為斷路；在開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)下，將電壓表接在電源兩端時(shí)，電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電源、電壓表是完好的；電壓表接在開(kāi)關(guān)兩端時(shí)有示數(shù)，說(shuō)明開(kāi)關(guān)以外的電路是通路，而開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的，所以，肯定出現(xiàn)故障的元件是開(kāi)關(guān)（電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端，因無(wú)電源，沒(méi)有示數(shù)）；

（3）電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.38A，小燈泡的額定功率：；

（4）因電壓表與燈并聯(lián)，電壓表測(cè)量的燈的電壓是準(zhǔn)確的，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，電流表的示數(shù)大于實(shí)驗(yàn)通過(guò)的燈的電流，根據(jù)P=UI，所測(cè)小燈泡的額定功率偏大；

（5）①連接好實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān)S1，將開(kāi)關(guān)S2撥到觸點(diǎn)2，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V。

②保持滑片的位置不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān)S2撥到另一觸點(diǎn)，讀出電壓表的示數(shù)為U；

③根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時(shí)定值電阻R0兩端的電壓：，通過(guò)燈泡的電流：，則小燈泡額定功率：。

故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）開(kāi)關(guān)；（3）1.444；（4）大；（5）2；3.8；。