题目内容

一个额定电压是3.8V的小灯泡，其电阻约为10欧，小明和小刚想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，二个规格为“10Ω 1A”．“50Ω  1A”滑动变阻器，导线若干，电源（电压为12V）．
（1）小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为
“50Ω1A”
“50Ω1A”
的滑动变阻器．
（2）图 乙已连接了部分电路．请你根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整．

（3）小明正确选择了滑动变阻器，将图乙的电路补充完整，闭合开关，发现灯泡不发光，电流表有示数，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示有数且几乎不变．具体原因是
滑动变阻器同时接下面两个接线柱
滑动变阻器同时接下面两个接线柱
．
（4）小明排除故障后，继续实验．当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图丙所示，该灯泡的额定功率是
1.216
1.216
W．
（5）小刚在实验过程中发现电压表损坏，他就利用剩下的器材和一个阻值已知的定值电阻R组成了如图丁所示的电路，实验时，他先将开关打到1，调节滑动变阻器使电流表的示数为
3.8V
R
3.8V
R
，然后再将开关打到2，保持滑动变阻器的电阻不变，读出电流表的示数I，则小灯泡的额定功率为
（I-
3.8V
R
）×3.8V
（I-
3.8V
R
）×3.8V
（用已知量和测量的物理量表示）．
分析：（1）根据串联电路特点及欧姆定律，求出灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器的规格．
（2）根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，把灯泡、滑动变阻器、电流表串联接入电路，电压表与灯泡并联，连线时注意电压表正负接线柱不要接反，注意滑动变阻器的接法．
（3）灯泡发光较暗，说明灯泡实际功率较小，电路电流较小，电路电阻较大；移动滑片，电压表示数不变，说明滑动变阻器阻值不变，滑动变阻器接下面两个接线柱，成为定值电阻．
（4）由图示电流表确定其量程与分度值，读出其示数，然后由P=UI求出其额定功率．
（5）分析清楚电路结构，根据并联电路特点与欧姆定律、电功率公式分析答题．
解答：解：（1）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=12V-3.8V=8.2V，
灯泡正常发光时的电流约为I=
UL
RL
=
3.8V
10Ω
=0.38A，
∵I=
U
R
，∴此时滑动变阻器接入电路的阻值R=
U滑
I
=
8.2V
0.38A
≈21.6Ω＞10Ω，滑动变阻器应选50Ω  1A”．
（2）灯泡额定电压是6V，电压表应选0～15V量程，灯泡正常发光时的电流为0.38A，
电流表应选0～0.6A量程，灯泡、滑动变阻器、电流表串联接入电路，电压表与灯泡并联，电路图如图所示．

（3）闭合开关，灯泡发光较暗，电流表有示数；任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变，且小于6V．
具体原因是：滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路，滑动变阻器成为定值电阻．
（4）由图丙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.32A，
灯泡额定功率P额=U额I额=3.8V×0.32A=1.216W；
（5）由图丁所示电路图可知，开关打到1时，两电阻与灯泡并联，电流表测电阻电流，当灯泡两端电压等于其额定电压3.8V时，灯泡正常发光，此时通过电阻R的电流，即电流表示数为IR=
UL额
R
=
3.8V
R
；开关打到2时，灯泡与电阻并联，电流表测干路电流，通过灯泡的电流IL=I-IR=I-
3.8V
R
，
灯泡额定功率P=ULIL=（I-
3.8V
R
）×3.8V．
故答案为：（1）“50Ω  1A”；（2）电路图如图所示；（3）滑动变阻器同时接下面两个接线柱；
（4）1.216；   （5）
3.8V
R
；（I-
3.8V
R
）×3.8V．
点评：本题考查了滑动变阻器的选择、连接电路图、实验现象分析、电表读数、求灯泡电功率等问题，是实验的常考问题；对电表读数时，要先确定电表的量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．
练习册系列答案
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在“测定小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压是3.8伏，估计小灯泡的额定功率在1瓦以内，但电压表的大量程已坏，其余仪器正常，某同学经过思考，想出了一个好方法，在不损坏仪器的前提下，他顺利的测出了额定功率．（电流表的示数如图）．请按照要求回答：

（1）电流表的示数为多少？并说明理由．
（2）电源应用几节新干电池串联？并说明理由．
（3）说出该同学如何正确使用电压表的实验步骤，并列式算出小灯泡的额定功率．
小宏同学做“测小灯泡的额定功率”实验时，现有电源（恒为6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），标有“10Ω1A”字样的滑动变阻器，己知小灯泡的额定电压是3.8伏，灯丝电阻大于10Ω．
（1）如图所示是不完整的实验电路，请你帮他将图中未画出的部分画好．
（2）为了提高测量的准确性，电流表的量程应选
0～15V
0～15V
，电压表的量程应选
0～0.6A
0～0.6A
．
（3）实验时发现电压表示数为2V，为测额定功率应将滑动变阻器滑片P向
左
左
（左或右）移动，使电压表示数为
3.8
3.8
V．
（4）若小宏同学闭合电路的开关时，电路中出现一些不正常现象，请你根据出现的现象，帮助他找出错误的原因，并按要求填写在下列横线上：
第一种：小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，可能在连接电路时把滑动变阻器的
电阻丝
电阻丝
（选填“金属棒”或“电阻丝”）两端点连入了电路中．
次数 1 2 3 4
U/V 2.0 2.5 3.0 3.8
I/A 0.18 0.21 0.23 0.28
亮度 暗→亮
第二种：小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表示数为6V，可能是小灯泡处
断路
断路
（选填“短路”或“断路”）．
（5）实验所得数据如表所示，除了从表格中能直接得到的有关变化规律外，你还能通过表格数据分析出什么规律（只要答出一个即可）
灯泡两端的电压（或通过的电流）越大，灯泡的电阻越大
灯泡两端的电压（或通过的电流）越大，灯泡的电阻越大
．

要测量一个额定电压是3.8 V的小灯泡的额定功率，估计小灯泡工作时的电阻约为10 Ω．现有电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10 Ω　1 A”、“50 Ω　0.5 A”和“1 kΩ　0.1 A”的滑动变阻器，导线若干，电源(8 V)一个．

(1)

小星设计了如图甲所示的电路图，通过分析你认为小星应选用规格为________的滑动变阻器．

(2)

请你根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的器材连成实验电路(要求减小误差，导线不要交叉)．

(3)

小星正确选择了滑动变阻器，按图连接好电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变(示数不为零)．具体原因是________

(4)

小星排除故障后，继续实验．当电压表的示数为3.8 V时，电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流为________A，该灯泡的额定功率是________W．

要测量一个额定电压是3.8 V的小灯泡的额定功率，估计小灯泡工作时的电阻约为10 Ω．现有电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10 Ω　1 A”、“50 Ω　0.5 A”和“1 kΩ　0.1 A”的滑动变阻器，导线若干，电源(8 V左右)一个．

(1)小明设计了图甲所示的电路，你认为小明应选用规格为________的滑动变阻器．

(2)根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的器材按要求连成实验电路．

(3)小明正确选择了滑动变阻器，按图连接好电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，移动变阻器的滑片，电压表示数不变(示数不为零)，原因是________．

(4)小明排除故障后，继续实验．当电压表的示数为3.8 V时，电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流为________A，该灯泡的额定功率是________W．

一实验小组同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压是6V，小灯泡的额定电压是3.8 V，电阻约为8Ω.

（1）请你用笔画线代替导线帮他将图甲中的实物图连接完整；正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于         端（选填“A”或“B”）；

（2）实验小组的同学调节滑动变阻器，进行了几次实验，得到部分U和I的数据如下表所示：

实验次数

1

2

3

4

5

6

7

8

U/V

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

3.80

4.20

I/A

0.20

0.30

0.40

0.44

0.47

0.49

 

0.51

灯泡亮度

不亮

微亮

很暗

较暗

偏暗

较亮

正常

很亮

①实验小组同学在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随电压的增大而         （填“增大”、“减小”或“不变”）。在第1次实验中,小灯泡不发光的原因是_____________________________；

②灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为        W；

③当小组内的同学测量灯泡地电功率在继续调节滑动变阻器时，不小心把灯丝烧断了（其余元件完好），则此时电压表示数约为         V；

（3）一同学在实验室借了甲：“10Ω  1.5 A”、乙：“20Ω  1.2 A”和丙：“30Ω  1 A”三种滑动变阻器各一个，你认为为个实验小组在实验中使用的滑动变阻器是：                ，

理由是：______________________________________________________________。

 

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