Question

9．小刚所在的物理兴趣小组利用如图甲所示进行如下的实验研究：测定额定电压为“3.8V”小灯泡的额定功率及定值电阻R的阻值．
①闭合S₁、S₂、断开S₃，调节滑动变阻器，得到表中三组数据，根据表中数据，则R=7.5Ω
②若在进行实验时发现电压表突然损坏，改组同学手边有多余②电流表但无电压表，为了测定小灯泡的额定功率，小刚灵机一动，设计了如图乙所示电路图，并进行如下操作：
A．调节滑片至阻值最大处，并同时闭合S₁、S₂、S₃；
B．调节滑动变阻器的滑片，直至电流表A₁的示数为0.48A（此空结果保留两位小数），记下电流表A示数如图丙所示，此时小灯泡的额定功率为1.872W．

	1	2	3
电压U/V	2.2	2.4	3
电流I/A	0.20	0.25	0.3

Answer 1

分析 ①由电路图可知，电压表测R两端的电压，电流表测串联电路的电流，分别根据其两端的电压和对应的电流利用欧姆定律求出电阻，再利用多次测量求出平均值算出电阻R的阻值．
②图丙中，三个开关都闭合时，灯泡和电阻R并联，因此两端电压相等；知道灯泡的额定电压和定值电阻的阻值，由此求出通过定值电阻的电流；
电流表A测量的是干路电流，等于支路电流之和，从而确定了电流表A选择的量程和读数，也能求出通过灯泡的电流，最后根据P=UI计算出灯泡的额定功率．

解答 解：①由表格数据可知，电阻R的阻值分别为：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.20A}$=7.5Ω；R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.4V}{0.32A}$=7.5Ω；R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{3V}{0.40A}$=7.5Ω
所以电阻的阻值为：R=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}}{3}$=$\frac{7.5Ω+7.5Ω+7.5Ω}{3}$=7.5Ω．
②丙图中，当同时闭合S₁、S₂、S₃时，灯泡L和定值电阻R并联，两端电压相等；
当灯泡两端电压达到额定电压3.6V时，定值电阻两端电压也等于3.6V；
此时通过定值电阻的电流，也就是电流表A₁的示数为：I₁=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.6V}{7.5Ω}$=0.8A；
电流表A测量的是干路电流，因此它的电流值要大于A₁的示数，所以它选择的是0～3A量程，丁图中电流表的读数为1A；
因此通过小灯泡L的电流I′=1A-0.48A=0.52A；
所以小灯泡的额定功率P=UI′=3.6V×0.52A=1.872W．
故答案为：①7.5；②0.48；1.872．

点评 本题综合了伏安法测电阻和测功率，考查电阻、电流以及电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对电路结构的分析．