在“测量小灯泡的额定功率实验中.灯泡上标有“3.8V 的字样.电源电压恒定为9V(1)请你用笔划线代替导线.将甲图中的实物电路连接完整.要求滑片向左移动时灯泡变亮.电压表量程要合适．(2)连接好图甲所示电路.小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω.则实验时应选择50Ω1A(选填“10Ω 2A 或“50Ω 1A )规格的滑动变阻器．(3)闭合开� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”的字样，电源电压恒定为9V
（1）请你用笔划线代替导线，将甲图中的实物电路连接完整，要求滑片向左移动时灯泡变亮，电压表量程要合适．
（2）连接好图甲所示电路，小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω，则实验时应选择50Ω1A（选填“10Ω 2A”或“50Ω 1A”）规格的滑动变阻器．
（3）闭合开关，电压表的示数为2.5V，此时应将变阻器滑片向左（选填“左”或“右”）端调节，在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为1.216W．
（4）完成上述实验后，又找来一个阻值为R₀的电阻和两个开关．并借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也能测出了小灯泡的额定功率，请完成下列的实验步骤：
①闭合开关S₁和S₂，移动滑片，当电压表的示数为3.8V时，停止移动滑片，然后再断开闭合的所有开关；
②保持滑片的位置不动，再闭合开关S₁和S₃，读出此时电压表的示数为U₀；
③灯泡额定功率的表达式为P_额=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）

分析（1）根据灯泡的额定电压选择电压表量程；滑片向左滑动时灯变亮，滑动变阻器连入电路的电阻变小，故应选左接线柱；
（2）由串联电路的特点求出滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律求出灯泡正常发光时滑动变阻器的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器．
（3）移动滑片使灯正常发光，电压表示数为额定电压U=3.8V，读出电流表的示数，利用P=UI求出功率；
（4）要测量灯泡额定功率，首先让灯泡两端电压等于额定电压3.8V，然后结合电路图，在让灯泡正常工作前提下，找出能够计算出电功率的实验步骤，最后计算出电功率．

解答解：（1）灯泡的额定电压为3.8V，故电压表量程为0-15V；电流表选用小量程，当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，则滑动变阻器应接左下接线柱B；如图：
；
（2）小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω，则灯泡的额定电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，滑动变阻器两端电压为9V-3.8V=5.2V，则滑动变阻器电阻为：R'=$\frac{U'}{I}$=$\frac{5.2V}{0.38A}$=13.7Ω，故选规格为“50Ω 1A”的变阻器；
（3）电压表的示数为2.5V，小于额定电压，故应增大灯泡两端电压，增大电流，减小滑动变阻器电阻，故滑片向左移动；在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表的示数，直至灯泡正常发光，电流表的示数为0.32A，则灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.32A=1.216W；
（4）（4）①让灯泡两端电压等于额定电压3.8V，使灯泡正常工作，应闭合开关S₁和S₃，移动滑片电压表示数为3.8V．
②使灯泡能够正常工作，能够通过已知电阻R₀计算出通过灯泡电流，应闭合开关S₁和S₂，读出电压表示数U，由R₀两端电压：U₀=U-U_灯，通过R₀电流I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$．
③当闭合S₁和S₃时，R₀和灯泡串联，电压表测灯泡两端电压，当闭合S₁和S₂时，电压表测R₀和灯泡两端总电压，
由R₀两端电压，U₀=U-U_灯=U-3.8V，通过R₀电流I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，灯泡的额定功率P=U_灯I=3.8V×$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．
故答案为：（1）如图；（2）50Ω 1A；（3）左；电压；1.216；（4）①S₁和S₂；3.8；②S₁和S₃；③$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．