题目内容
17．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0～0.6AA．
（2）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
（3）在实验中，若电压表示数为2V，则灯泡的实际功率＜额定功率（填“＞”、“＜”“=”）；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．
（4）完成上述实验后，小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx，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乙所示的电路．
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S1、S2，读出电压表示数U2．
电阻表达式（用物理量的符号表示）：Rx=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．
分析 （1）由功率公式变形后计算电路中的电流值，再确定选择的量程．
（2）灯泡发光特别亮，电压表与电流表示数较大，说明电路电阻较小，可能是滑动变阻器接入电路的阻值较小造成的，应断开开关，把滑动变阻器滑片移到最大阻值处；
（3）由 P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，当实际电压小于额定电压时，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．
（4）没有电流表，找出RX的电流是关键，根据串联电路电流相等，得到R的电流即RX的电流；闭合S1测RX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）灯泡正常发光时的电流不大于I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2W}{3.8V}$≈0.53A＜0.6A，因此电流表选择0～0.6A；
（2）闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大，说明电路电阻太小，可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小，可先闭合开关，移动滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大位置处，因此，接下来正确的实验操作是D、C；
（3）当用电器的实际电压为2V，小于额定电压3.8V时，实际功率小于额定功率．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；
（4）分析电路图可知：R与RX串联，只闭合S1，测RX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IX=I得：
$\frac{{U}_{1}}{{R}_{X}}$=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$，
所以RX=$\frac{{U}_{1}R}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．
故答案为：（1）0～0.6A（或 0.6A）；（2）D；C；（3）＜；左； 3.8； 1.52；（4）同时闭合S1、S2，读出电压表示数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．
智慧小复习系列答案
如图所示，甲物重5N，乙物重3N．甲、乙均静止，不计弹簧测力计自重，则弹簧测力计示数是3N．
（1）如图1，连线时开关应断开，滑动变阻器滑到A（选填“A”或“B”）端．
（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是灯丝断了．
（3）另一组的吴敏同学在连线时，不小心将线接错了，使开关闭合后，移动变阻器滑片P，发现电流表示数变大时，电压表示数却变小，你分析一下产生这个现象的原因是电压表并在滑动变阻器两端．
（4）故障排除后，闭合开关，移动变阻器滑片P到某一点时，电流表示数（如图2甲）所示为0.2A，电压表示数（如图2乙所示）为2V．若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中变阻器滑片P向B端（填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为2.5V．
| 实验次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 灯泡亮度 |
| 1 | 0.5 | 0.1 | 不发光 |
| 2 | 2.0 | 发光较暗 | |
| 3 | 2.5 | 正常发光 | |
| 4 | 4.2 | 0 | 不发光 |
（6）由于刘江粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻：R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω，再计算出灯泡的额定功率：P=$\frac{{{U}_{3}}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{5Ω}$=1.25W．请你对刘江计算额定功率的方法作出评价：小灯泡的额定功率小于（选填“大于”“等于”或“小于”）1.25W，理由是灯丝电阻随温度的升高而变大．
（1）请指出图（b）中的连线错误，并将错误之处写在下面的横线上．
①滑动变阻器都接上面了
②电压表串联了
③电流表正负接线柱接反了
（2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处．闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转．逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大．该电路故障可能是小灯泡短路．
（3）排除故障后正确操作实验，测量数据如表所示
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 发光情况 | 明亮 | 亮 | 更明亮 | 较亮 | 较暗 | 微光 | 熄灭 | 熄灭 |
| 电压U/V | 2.5 | 2.1 | 3.0 | 1.7 | 1.3 | 0.9 | 0.5 | 0.1 |
| 电流I/A | 0.28 | 0.26 | 0.30 | 0.24 | 0.22 | 0.19 | 0.16 | 0.05 |
①灯泡的额定功率为0.7W．
②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是实际功率太小．
③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是1（填“0”、“1”、“2”或“8.9”）Ω．
