Question

测量“小灯泡的电功率”．小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间．所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器 （“5Ω 2A”、“20Ω  1A”）两个，导线若干
（1）如图1是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．

（2）小明选用的滑动变阻器的规格为______．
（3）闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图2所示，读数为______V，小灯泡的额定功率为______W．
（4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了小灯泡的额定功率．请在虚线框内画出她设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式．实验步骤：
表达式：P_额=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由电路图可知，电压表连线不完整，根据题意确定电压表量程，电压表应与灯泡并联．
（2）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．
（3）由图2确定电压表量程与分度值，读出电压表示数，然后由电功率公式P=UI求出灯泡的功率．
（4）灯泡与滑动变阻器串联，用电流表测流过电路的电流，由串联电路特点及欧姆定律求出流过灯泡电流为灯泡额定电流时，灯泡两端电压，然后由P=UI求出灯泡额定功率．
解答：解：（1）由图2可知，电压表量程是0～15V，电压表与灯泡并联，电路图如图1所示．
故答案为：电路图如图1所示．
（2）电路电流为灯泡额定电流0.3A时，由U=IR可知，灯泡两端电压约为3V～4.5V，
此时，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_灯，滑动变阻器两端电压约为1.5V～3V，
由R=可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值约为5Ω～10Ω，则滑动变阻器应选择“20Ω  1A”；
故答案为：“20Ω  1A”．
（3）由图2知，电压表量程是0～15V，分度值是0.5V，电压表示数是4V，
灯泡额定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；
故答案为：4；1.2．
（4）（一）电路图：电路图如图2所示；
（二）实验步骤：①按电路图2连接实物电路图；
②闭合开关S₁、断开S₂，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.3A；
③滑片位置不动，闭合开关S₁、S₂，读出电流表示数I；
④求灯泡额定功率．
（三）灯泡额定功率：
1、滑动变阻器接入电路的阻值R_滑==；
2、滑动变阻器两端的电压U_滑=0.3A×R_滑=0.3A×=V；
3、灯泡两端电压U_灯=U-U_滑=6V-V；
4、灯泡额定功率P=I_灯U_灯=0.3A×（6-）V=（1.8-）W；
故答案为：电路图如图2所示；实验步骤如上；（1.8-）W．
点评：本题考查了连接电路图、实验器材的选择、电压表读数、求灯泡功率、实验电路图及实验步骤的设计等问题，最后一问设计实验电路、实验步骤难度较大，是本题的难点．