Question

14．小紅同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實驗．

（1）如圖甲所示是他所用的實驗電路，其中有一根導(dǎo)線尚未連接，請用筆線代替導(dǎo)線補(bǔ)上．補(bǔ)上后要求：閉合開關(guān)S前，若將變阻器的滑片移到最左邊，能使它接入電路中的電阻最大．
（2）請幫小紅設(shè)計實驗所用表格．
（3）小紅所用滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，待測小燈的額定電壓為“2.2V”、“3.8V”和“6.3V”中的一個．他正確連接電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈發(fā)光較暗，電流表、電壓表示數(shù)如圖乙所示．則通過小燈的電流為0.18A，小燈的額定電壓為3.8V．
（4）為了較精確地測出小燈的額定功率，在不更換實驗器材的條件下，小紅同學(xué)想了一個巧妙的辦法，對所連接的電路進(jìn)行了調(diào)整．閉合開關(guān)后，他調(diào)節(jié)變阻器的滑片位置，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.2V時，小燈正常發(fā)光，此時變阻器滑片的位置恰好在中點(diǎn)上（即滑動變阻器連入電路的電阻為lOΩ），小燈的額定功率為0.836W．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片移到最左邊時接入電路中的電阻最大，則右下方接線柱必須接入電路中；
（2）測定小燈泡的電功率時，利用電流表測出通過燈泡的電流，電壓表測出兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出燈泡的功率；
（3））因電源電壓由圖看只有6伏，所以燈泡不可能是6.3伏的；根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出示數(shù)，此時燈較暗，說明額定電壓要比這個大，然后可知小燈的額定電壓；根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)；
（4）對電路進(jìn)行的調(diào)整，實際是把電壓表與變阻器并聯(lián)，原因是電壓表的量程是0～3伏，而燈的額定電壓是3.8伏，所以要這樣調(diào)整；當(dāng)電壓表的示數(shù)是2.2伏時燈正常發(fā)光，此時變阻器只接入10歐電阻，占的電壓是2.2伏，所以可求出串聯(lián)電路中的電流，然后利用P=UI即可求出燈的額定功率．

解答 解：（1）電流表的負(fù)接線柱與滑動變阻器右下方接線柱相連，如下圖所示：

（2）實驗中應(yīng)記錄燈泡兩端的電壓和通過的電流以及燈泡的電功率，如下表所示：

實驗序號	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W
1
2
3

（3）由可知電源電壓只有6伏，則燈泡不可能是6.3伏的，
電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V，
因燈光發(fā)暗，
所以，燈的額定電壓應(yīng)該是高于2.4V，即為3.8V；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.18A；
（4）因為電壓表所選的量程是0～3伏，而燈的額定電壓是3.8伏．所以對電路進(jìn)行的調(diào)整，把電壓表與變阻器并聯(lián)，
當(dāng)電壓表的示數(shù)是2.2V時，燈正常發(fā)光，
此時U_額=U-U_滑=6V-2.2V=3.8V；
因為此時變阻器只接入10歐電阻，
所以，此時串聯(lián)電路中電流是：
I=$\frac{{U}_{滑}}{\frac{R}{2}}$=$\frac{2.2V}{\frac{20}{2}Ω}$=0.22A，
則燈的額定功率：
P_額=U_額I=3.8V×0.22=0.836W．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）表格如上所示；
（3）0.18；3.8；
（4）2.2；0.836．

點(diǎn)評 本實驗題涉及電流表的讀數(shù)、滑動變阻器的使用、實物圖的連接、電功率的計算和歐姆定律的應(yīng)用知識點(diǎn)等，綜合性較強(qiáng)；（3）中對電路進(jìn)行的調(diào)整（因為電壓表所選的量程是0～3伏，而燈的額定電壓是3.8伏，所以把電壓表與變阻器并聯(lián)），這是個難點(diǎn)．