在“测定小灯泡的额定功率实验中.小明同学用一个电压表.一个电流表.一个开关.电压大于5V的电源.额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5A 的滑动变阻器.设计的电路如图甲所示．(1)如果小灯泡的额定功率小于2W.电流表的量程应选0-0.6A．(2)请用铅笔画线代替导线.按照图甲所示的电路图.将图乙的实物电路连接完整．(3)电路� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

11．在“测定小灯泡的额定功率”实验中，小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压大于5V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器，设计的电路如图甲所示．

（1）如果小灯泡的额定功率小于2W，电流表的量程应选0～0.6A．
（2）请用铅笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（连线不得交叉）．
（3）电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大．电路连接无误，接下来应进行的操作是D，C（两空按操作步骤先后顺序填写字母代号）．
A．更换电池或小灯泡
B．检查电路是否短路
C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置
D．断开电路开关
（4）在实验中，若电压表示数为2V，则灯泡的实际功率＜（填“＞”“＜”或“=”）额定功率；在此基础上，为了能测出灯泡的额定功率，必须将滑片向左（填“左”或“右”）；当电压表的示数为3.8V时小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.4A，则灯泡的额定功率为1.52W．
（5）完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻R_x，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器都已损坏．于是小明找到了一个定值电阻R，重新设计并连接了如图丙所示的电路，
请把下列实验步骤补充完整：
步骤1：只闭合开关S₁，记下电压表的示数为U₁；
步骤2：同时闭合开关S₁、S₂，记下电压表的示数为U₂．
电阻表达式（用物理量的符号表示）：R_x=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

分析（1）根据小灯泡的额定功率和额定电压，利用I=$\frac{P}{U}$计算出小灯泡的额定电流，选择合适的电流表量程；
（2）根据电路图连接实物图，注意电流表量程的选择，滑动变阻器按一上一下的原则接入电路；
（3）闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大，说明电路中电阻较小，滑动变阻器接入电路的阻值可能不是滑动变阻器的最大阻值，正确的实验操作是：断开开关，调节滑片位置，使滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，然后再继续实验；
（4）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，当灯泡两端的实际电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率．灯泡电压小于额定电压，为使灯泡正常发光，应移动滑动变阻器滑片使滑动变阻器接入电路的阻值减小，使灯泡电压变大，根据滑动变阻器的接法判断滑片的移动方向；当灯泡电压等于额定电压时，灯泡正常发光；由电功率公式P=UI可以求出灯泡电功率．
（5）没有电流表，找出R_X的电流是关键，根据串联电路电流相等，得到R的电流即R_X的电流；闭合S₁测R_X电压，再闭合S₂测电源电压，根据串联电路电压特点，得出R电压，根据欧姆定律，计算R的电流．

解答解：（1）小灯泡的额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率小于2W，
由P=UI，可得小灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$＜$\frac{2W}{3.8V}$≈0.53A＜0.6A，电流表应选0～0.6A的量程；
（2）根据电路图可知，电流从正极出发，依次经过开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表，回到负极，电压表并联在小灯泡两端，
滑动变阻器上端接线柱已经接入电路，将滑动变阻器下端的接线柱与开关右端的接线柱连接，电流表选择0～0.6A的量程，将小灯泡0.6A接线柱与小灯泡左端接线柱连接；实物图连接如下图：

（3）小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大，说明小灯泡两端电压太高，电路中电流太大，原因是滑动变阻器没移到阻值最大处，因此接下来应进行的操作是：D．断开电路开关，C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置；
（4）电压表示数2V小于灯泡额定电压3.8V，由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知灯泡实际功率小于灯泡额定功率；
由电路图可知，应向左移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，灯泡两端的电压变大，当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时，灯泡正常发光，灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（5）分析电路图可知：R与R_X串联，只闭合S₁，测R_X电压U₁；再闭合开关S₂，读出电压表的示数为U₂，即电源电压．
由：I_X=I，得：$\frac{{U}_{1}}{{R}_{x}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$，所以，R_X=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．
故答案为：（1）0～0.6；（2）如上图所示；（3）D；C；（4）＜；左；3.8；1.52；（5）同时闭合开关S₁、S₂，记下电压表的示数为U₂；$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．

点评本题考查了选择电流表量程、连接电路图、实验操作、滑动变阻器的调节、求灯泡功率等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；要根据灯泡正常发光时的电路电流选择电流表量程；连接电路图时，注意电流表量程的选择、滑动变阻器的接法．

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（2）他们获得的实验数据如表：

接触面面积	小车在水平面运动的距离/cm	所用时间/s
毛巾	20	2
棉布	35	4
木板	42	10

数据处理过程：
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