Question

15．在“测定小灯泡的额定功率”实验中，张超同学用一个电压表、一个电流表、二个开关、电压为6V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，设计了如图甲所示的电路．

（1）如果小灯泡的额定功率小于2W，电流表的量程选0～0.6A为宜；要求滑片 P向右移灯变亮则滑动变阻器底下应选B接线柱．
（2）请用笔画线代替导线，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）在实验中，若电压表示数为2V，则灯泡的实际功率＜额定功率（选填“＞”、“＜”或“=”）；要想使小灯泡正常发光，滑动变阻器的滑片应向右移动（选填“左或右”）直至电压表的示数为3.8V，若此时电流表示数为0.4A，则灯泡的额定功率为1.52W；此时小灯泡的电阻是9.5Ω．该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有改变灯泡两端的电压作用．
（4）另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：
①连接电路时开关未断开；
②开关闭合前滑片未移到阻值最大处．

Answer 1

分析 （1）因为灯的额定功率小于2W，可以利用P=UI计算出电流值，去选择所用量程；
（2）连接时注意电流表用小量程，电压表用大量程，滑动变阻器一上一下的连入；
当滑动变阻器的滑片向右移动时，灯泡变亮，则变阻器连人电阻减小；
（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；
要测量灯泡的额定功率，应减小滑动变阻器的阻值，使灯泡两端的电压达到3.8V；
根据P=UI计算电功率，根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻值；
滑动变阻器的作用：保护电路，改变灯泡两端的电压；
（4）为了保护电路，连接电路时开关要断开，滑片P置于使连入电阻最大的位置．

解答 解：（1）电路中的最大电流为：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2W}{3.8V}$≈0.52A＜0.6A，所以选O～0.6A量程；
滑片P向右移灯变亮，则滑动变阻器的阻值变小，底下应接右端的B接线柱；
（2）根据电路图连接实物，如下图所示：

（3）若电压表示数为2V，小于额定电压，则灯泡的实际功率小于额定功率；
要使灯泡正常发光，应减小变阻器的阻值，将滑片向右端滑动，使电压表的示数为3.8V；
则P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
灯泡的电阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.4A}$=9.5Ω；
该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，主要改变灯泡两端的电压；
（4）连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明①连接电路时开关没有断开，②没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置．
故答案为：（1）0～0.6；B；（2）见上图；（3）＜；右；3.8；1.52；9.5；改变灯泡两端的电压；（4）连接电路时开关未断开；开关闭合前滑片未移到阻值最大处．

点评 本题涉及电压表和电流表量程的选择和读数、滑动变阻器的变阻原理、电功率的计算，虽综合性强，但都属于基础知识，难度适中．