Question

【題目】如圖所示，是測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)物元件圖，其中電源是由三只蓄電池組成，小燈泡額定電壓是3.8V，其燈絲電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10Ω，1A”字樣，電流表（0~0.6A，0~3A），電壓表（0~3V，0~15V）。

(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖1中的電路元件連接成實(shí)驗(yàn)電路_________。

(2)合理地連接好電路，并按正確的順序操作，閉合開(kāi)關(guān)后燈不亮，猜想：

A．可能燈絲斷了

B．可能是變阻器開(kāi)路

C．可能是小燈泡短路

請(qǐng)你借助電路中的電流表和電壓表驗(yàn)證小剛的猜想，并填入如表。

電流表示數(shù)/A	電壓表示數(shù)/V	原因
0	6	猜想_____成立
0	0	猜想_____成立

(3)排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，記下各組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制如圖所示的I-U圖像，根據(jù)圖像可知小燈泡的額定功率是_____W。

(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表?yè)p壞，他們想設(shè)計(jì)一個(gè)不用電流表測(cè)定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，于是向老師要了一個(gè)R0的定值電阻（阻值適當(dāng)），和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，借助原有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)方案，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)S1，將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再將S2撥到另一觸點(diǎn)，保持滑片的位置不變，讀出電壓表的示數(shù)U。寫出燈泡額定功率的表達(dá)式P額=_____（用已知量和測(cè)量表示）

Answer 1

【答案】 A B 1.33 1 3.8

【解析】

(1)[1]燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表的量程為0~15V，且與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器連接應(yīng)該遵循“一上一下”的原則，且與燈泡串聯(lián)，所以電路元件連接如下圖所示：

。

(2)[2]電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路中某處斷路，電壓表示數(shù)為6V，等于電源電壓，說(shuō)明電壓表測(cè)量電源電壓，所以電路故障可能是燈泡斷路，即燈絲斷了，故猜想A成立。

[3]電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路中某處斷路，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源之間斷路，所以電路故障可能是滑動(dòng)變阻器斷路，即變阻器開(kāi)路，故猜想B成立。

(3)[4]由圖可知，當(dāng)電壓為3.8V時(shí)，電流為0.35A，故功率為

(4)[5][6][7]由電路圖可知，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，故應(yīng)先使燈泡兩端的電壓為3.8V，故先將開(kāi)關(guān)接1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為3.8V；然后再將開(kāi)關(guān)接2，讀數(shù)為U，則可知定值電阻兩端電壓為

則由閉合電路歐姆定律可知，電流為

則額定功率為