Question

3．测定标有“4V”字样的小灯泡的额定功率，可供你使用的器材有：干电池3节，“4V”小灯泡1只，电压表和电流表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，导线若干，
（1）请在方框内画出实验电路图，要求滑片向右移动时，电阻变大．
（2）根据实验电路图，用铅笔代替导线将图1所示的实物连成电路，变阻器要求与（1）相同．
（3）电压表的量程有0～3V与0～15V两档，本实验应选用0～15V档；
（4）根据实物连接图，在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应放在A端（填A或B），在闭合开关之后，为测定灯泡额定功率，调节变阻器，应使电压表的读数等于4V；
（5）在调节滑动变阻器的过程中，电压表的示数达到了2V，为使灯泡正常发光，应将变阻器的滑片向A（填A或B）移动．
（6）当小灯泡正常工作时，若电流表的示数如图所示，则可知通过小灯泡的电流是0.24A；
（7）小灯泡的额定功率是0.96W．
（8）实验过程中，根据记录的几次电压表和电流表的示数，发现计算出的小灯泡电阻不是一个定值，这是因为灯泡的电阻受温度的影响而变化．
（9）利用本实验电路，还可做的实验有（列举一例）测量灯泡的电阻．

Answer 1

分析 （1）根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出小灯泡中的电流，用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压，由于要求滑片向右移动时电阻变大，则应将变阻器滑片左边的电阻连入电路，据此设计实验电路图；
（2）根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据小灯泡额定电压下的电路确定电流表的量程；根据电流的流向，利用先串联后并联的方法连接实物图；
（3）根据灯泡额定电压确定电压表量程；
（4）为了保护电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处；
测定灯泡额定功率应使灯泡两端的实际电压达到额定电压值；
（5）电压表的示数达到了2V，低于灯泡的额定电压，为使灯泡正常发光，根据串联电路的分压特点可知应减小变阻器连入电路的电阻，据此移动滑片；
（6）确定电流表的量程和分度值，读出电流值；
（7）根据P=UI计算出灯泡的额定功率；
（8）导体电阻大小跟导体的长度、横截面积、材料、温度有关，灯丝电阻受温度影响比较大．
（9）知道电压和电流，还能根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻．

解答 解：（1）根据P=UI可知：需要利用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出小灯泡中的电流，用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压，由于要求滑片向右移动时电阻变大，则应将变阻器滑片左边的电阻连入电路，据此设计实验电路图如下：

（2）连接的实物图如下：

（3）灯泡额定电压为4V，则电压表量程选用0～15V；
（4）为了保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片处于最大阻值处，即A端；
测定灯泡额定功率应使灯泡两端的实际电压达到额定电压值，所以调节变阻器，应使电压表的读数等于4V；
（5）电压表的示数达到了2V，低于灯泡的额定电压，为使灯泡正常发光，根据串联电路的分压特点可知应减小变阻器连入电路的电阻，则滑片向A端移动；
（6）由图丙知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.24A；
（7）灯泡的额定功率P=UI=4V×0.24A=0.96W；
（8）灯泡灯丝有一个重要的特点，就是其阻值会随着温度的增大而增大，故造成电流与电压不成正比的原因是灯泡的电阻随温度的变化而变化；
（9）知道小灯泡电阻的电压和电流，还能根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻．
故答案为：（1）如上图；（2）若上图；（3）0～15V；（4）A；4；（5）A；（6）0.24A；（7）0.96；（8）灯泡的电阻受温度的影响而变化（9）测量灯泡的电阻．

点评 此题是测量灯泡的额定功率实验，考查了电压表、滑动变阻器的连接，电流表的读数及电功率的计算，灯丝电阻随温度的变化特点、以及电路中出现问题的分析与处理等．考查的点非常多，都是本部分的重要知识点，需要我们有一个综合的掌握，但总体的难度却并不真大．