Question

8．小明进行测小灯泡功率的实验，电源电压6伏，小灯标有“4V”字样，所有器材完好．
第一步：小明正确串联电路，然后将电压表并联，实验过程正确操作，闭合电键，小灯发光较暗，小明记录下此时电流表、电压表的读数，并将其相乘得出功率为0.32瓦．
第二步：小明继续移动滑片，发现电流表示数逐渐增大，电压表示数逐渐减小，请画出此时小明同学连接的电路图；
第三步：小明没有改变电路连接，继续移动滑片，当电压表示数为2伏时，小灯正常发光．
第四步：小明发现，当小灯正常发光时，滑动变阻器的滑片恰好移动到最大阻值的$\frac{1}{4}$处，电流表和电压表的乘积依然是0.32瓦，则滑动变阻器的最大阻值为50欧，第一步中的电流表示数是0.08安，电压表示数4伏．

Answer 1

分析 （1）闭合开关，电压表与电流表都有示数，且示数正常，说明电路即不存在断路也不存在短路；接着移动滑动变阻器的滑片，观察到电压表的示数逐渐变小，直到为零，说明滑动变阻器连接正确，而电压表逐渐变小，说明电压表测滑动变阻器两端的电压，电压表并联与滑动变阻器并联；
（2）小灯泡在额定电压下时才会正常发光，此时的功率是额定功率；
（3）从灯泡正常发光为入手点，可以计算出最大电阻，而后据第一步和第四步中电流表和电压表的乘积都是0.32，结合公式P=UI=I²R分析即可判断．

解答 解：
（1）第二步中：闭合电建，电压表与电流表都有示数，移动滑动变阻器滑片，电压表的示数逐渐变小，直到为零，说明电压表测的不是待测电阻两端的电压，而是测滑动变阻器两端的电压，电压表并联在滑动变阻器两端；如图：
．
（2）小灯泡的额定电压是“4V”，故第三步：小明没有改变电路连接，即电压表测量变阻器的电压，总电压是6V，所以继续移动滑片，当电压表示数为2V伏时，小灯泡分担的电压是4V，即此时小灯正常发光；
（3）第四步中的灯泡正常发光，即此时变阻器两端的电压，即电压表的示数是2V，知道此时电流表和电压表的乘积是0.32W，即2V×I=0.32W，故I=0.16A；
故此时变阻器的电阻是：$\frac{R}{4}$=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.16A}$，所以R=50Ω；
第一步中，变阻器的全部电阻接入电路，即假设此时的电流是I′，故可知：
I′² R_滑=I_A×U_V=0.32W；①
第四步中，I² $\frac{1}{4}$R_滑=I_A×U_V=0.32W；②
联立①②可得，I′=$\frac{1}{2}$I=$\frac{1}{2}$×0.16A=0.08A；
据：I′² R_滑=I_A×U_V=0.32W可知，
第一步中电压表的读数是：U_V=$\frac{0.32W}{0.08A}$=4V；
故答案为：（1）见上图；（2）2；（3）50；0.08；4；

点评 此题是“测定小灯泡的电功率”实验，考查了对额定功率的理解及计算，特别是欧姆定律、电功率公式在电路中的应用是解决此题的关键．