Question

4．小明做“测定小灯泡的额定功率“实验时，已知灯泡的额定电压是3.8V，电源电压6V恒定不变，灯丝电阻大于10Ω，滑动变阻器上标有“l0Ω lA”，字样．

（1）连接的不完整的实物电路如图甲所示．请你用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．
（2）连好电路后，闭合开关，当电压表的示数为4V时，电流表的示数为0.35A，灯泡的实际功率为1.4W．调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V时，电流表的指针位置如图乙所示．此时电流表的示数为0.34A，小灯泡的额定功率为1.292W．
（3）两次数据中电压表与电流表示数比值不同的原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大．

实验次数	1	2	3
电压U/（V）	2	2.4	2.8
电流I/（A）	0.2	0.18	0.16

拓展：小明又利用上述实验器材测量一个定值电阻的阻值．用定值电阻替换小灯泡，将变阻器阻值调至最大处，闭合开关，发现电压表示数大于3V，由此可知此电阻值大于10Ω．在实验中电压表大量程突然损坏，小明用现有器材重新设计并连接电路后，使用电压表小量程测得数据如表所示，分析数据可知待测电阻值为20Ω．

Answer 1

分析 （1）根据灯的额定电压确定电压表选用的量程与灯并联；
（2）根据P=UI求灯的功率；由图乙电流表小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率；
（3）由欧姆定律，结合因灯丝的电随温度的升高而变大分析；
拓展：
由串联电阻电压的规律，变阻器分得的小于3V，根据分压原理得出与电压表并联的定值电阻与R_滑=10Ω大小的关系；
因变阻器分得电压小于3V，在电压表大量程损坏的情况下，可将电压表并联在变阻器的两端，由串联电路的规律和欧姆定律，根据表中数据求定值电阻，为提高测量的准确度，取平均值作为最后结果．

解答 解：（1）灯的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，如下所示：

（2）当电压表的示数为4V时，电流表的示数为0.35A，灯泡的实际功率为：
P_实=U_实I_实=4V×0.35A=1.4W；
调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V时，电流表的指针位置如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流表的示数为0.34A，小灯泡的额定功率为：
P=UI=3.8V×0.34A=1.292W．
（3）由欧姆定律，电压表与电流表示数比值即为灯的电阻大小，因灯丝的电随温度的升高而变大，故两次数据中电压表与电流表示数比值不同；
拓展：
将变阻器阻值调至最大处即R_滑=10Ω，闭合开关，发现电压表示数大于3V，因电源电压为6V，由串联电阻电压的规律，变阻器分得的小于3V，根据分压原理，与电压表并联的定值电阻大于R_滑=10Ω；
因变阻器分得电压小于3V，在电压表大量程损坏的情况下，可将电压表并联在变阻器的两端，由串联电路的规律和欧姆定律，定值电阻：
R₁=$\frac{U-{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V-2V}{0.2A}$=20Ω，
R₂=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-2.4V}{0.18A}$=20Ω，
R₃=$\frac{U-{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{6V-2.8V}{0.16A}$=20Ω，
为提高测量的准确度，取平均值作为最后结果，可知待测电阻值为20Ω．
故答案为：
（1）如上所示； 
 （2）1.4；  0.34；  1.292；
（3）灯泡的电阻随温度的升高而增大；
拓展：10；  20．

点评 本题测定小灯泡的额定功率，考查电路的连接、电流表读数、功率的计算、影响电阻大小的因素及设计实验方案的能力．