Question

【题目】在“测量小灯泡的额定功率”实验中，已连接的部分电路如图a所示．图中电源电压恒定，小灯泡上只能看到“3.8V”字样．

（1）请你用笔画线代替导线．将图中的实物电路连接完整．

（__________）

（2）正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数．其故障原因可能是：_______．

（3）故障排除后开始实验．当变阻器滑片滑到图示位置时，电压表的示数为3.0V．接着应将滑片向_________滑动，直至灯泡两端电压为额定电压，此时电流表的示数如图b所示，则灯泡的额定功率为_________W．

（4）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验．于是向老师要了一个阻值为R0的定值电阻（阻值适当）和一个单刀双掷开关（符号为：），借助原有的实验器材，顺利完成了实验．假如由你来做该实验，要求电路只连接一次，请设计实验方案．

①在虚线框内画出实验电路图．

（__________）

②简述实验步骤：________________________．（用相应的字母表示测出的物理量）

③写出灯泡额定功率的表达式P额=___________．（用已知量和测量量表示）

Answer 1

【答案】 灯泡处断路 右 1.52 详见解析

【解析】

（1）小灯泡上只能看到“3.8V”字样，即灯的额定电压3.8V，所以电压表应选用大量程，变阻器接线柱要一上一下，与灯串联，如图所示；

（2）小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表有示数，说明与电压表并联的电路出现断路，即小灯泡断路；

（3）电压表示数为3.0V小于灯泡额定电压，为使灯泡的电压等于额定电压，由图a可知，应向右移动滑片，减小变阻器连入阻值，以减小变阻器分得电压，从而使电压表示数等于灯泡额定电压3.8V；由图a可知，电流表选择的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，示数为0.4A，则小灯泡额定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；

（4）①实验器材中没有电流表，只有电压表和定值电阻，可根据串联电路的电流特点设计电路，即灯泡与定值电阻、滑动变阻器串联组成电路，如图所示：

②实验步骤：a、闭合开关S1，S2接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为U1=3.8V；

b、保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接2，读出电压表示数U；

③根据串联电路电压特点可知，定值电阻R0两端的电压：U0=U-3.8V，

根据串联电路电流特点可知，小灯泡正常发光时的电流：，

灯泡额定功率：。