Question

16．小明所在的学习小组运用如图1所示的实验器材做测小灯泡额定功率的实验，其中小灯泡标有“3.8V”的字样、灯丝电阻约为10Ω，滑动变阻器上标有“20Ω，1A”，电源电压恒为为6V．

（1）补画导线，把图中的器材连接成实验电路，要求导线不交叉，且滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯泡变亮；
（2）电路连好后闭合开关，发现小灯泡两端电压为2.5V，这时小灯泡的亮度较暗（较亮、较暗），为使小灯泡正常发光，应将滑片P应向B（A或B）端移动；
（3）利用上述实验器材，不能完成下述实验中的B（选填序号）
A．测量小灯泡的电阻                 B．探究电流与电压的关系
C．探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系  D．探究串联电路电压的特点
（4）若实验中电压表0～15V的量程坏了，而0～3V的量程正常，能否利用原有的器材测出小灯泡的额定功率？小明他们经过讨论后认为只要将电压表与滑动变阻器并联就能测出小灯泡的额定功率．
①重新连接电路后，移动滑片使电压表示数为2.2V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图2所示，则通过灯泡的电流0.32A，灯泡的额定功率为1.216W．

Answer 1

分析 （1）由灯泡的额定电压确定电压表的量程，电压表与灯泡并联．
由灯泡的额定电压和电阻确定电流表的量程，电流表与灯泡串联．
注意电压表和电流表的正负接线柱．
（2）灯泡亮度取决于灯泡的实际功率．实际功率越大，灯泡越亮．
实际功率取决于实际电压，实际电压越大，实际功率越大．实际电压越小，灯泡越暗．
要使灯泡正常发光，要增大灯泡电压，增大灯泡电流，总电阻减小，滑动变阻器电阻减小．
（3）根据实验电路及各实验的实验原理逐一分析各实验，然后判断正误；
（4）由串联电路电压特点求出灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压；由图2确定电流表量程与分度值，读出电流表示数；由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率．

解答 解：（1）灯泡额定电压为3.8V，电压表选择0～15V量程，电压表与灯泡并联．
灯泡电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A＜0.6A，所以电流表选择0～0.6A量程，电流表与灯泡串联．
滑动变阻器滑片右移，灯泡变亮，电路电流变大，总电阻变小，滑动变阻器连入电路电阻变小，滑动变阻器接右半段，所以滑动变阻器接右下端接线柱串联在电路中．如图．

（2）灯泡两端电压为2.5V，电压小，灯泡电流小，灯泡实际功率小，灯泡较暗．
要使灯泡正常发光，增大灯泡电压，增大电路电流，减小滑动变阻器电阻，滑片右移．
（3）A、电压表测灯泡电压，电流表测灯泡电流，由欧姆定律可以求出灯泡电阻，利用上述实验器材可以测量小灯泡的电阻，不符合题意；
B、探究电流与电压的关系，应保持电阻不变，而灯泡电阻阻值随温度变化而变化，不是一个定值，利用上述实验器材不能探究电流与电压的关系，符合题意；
C、移动滑片可以改变电路电流及灯泡电阻，改变灯泡的实际功率，灯泡亮度发生变化，利用上述实验器材可以探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系，不符合题意；
D、改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器两端电压变化，灯泡电压发生变化，利用上述实验器材可以探究串联电路电压的特点，不符合题意；
故选B．
（4）①灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V；由电路图知，电流表量程是0～0.6A，
分度值是0.02A，电流表示数是0.32A；灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
故答案为：（1）见上图；（2）较暗；B；（3）B；（4）2.2；0.32；1.216．

点评 本题考查了实物图连接、电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用、电流表读数、电阻和功率的计算、滑动变阻器在电路中的作用．这些是伏安法测电阻中的比较常见的内容，一定要掌握．