题目内容
2．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．图中电酒、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：灯泡断路．
（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．接着应将滑片向右滑动，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1.52W．
（4）实验时某小组学生发现电压表损坏，他们想设计一个不用电压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请画出实验电路图．
②简述实验步骤：a、灯泡与定值电阻并联，当定值电阻两端的电压等于其额定电压时，灯泡会正常发光，闭合开关S、S1与a相连，调节滑片P，使电流表示数I1=$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$；
b、应保持滑动变阻器滑片的位置不变，S1与b相连，记下电流表示数I2，为干路电流（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=3.8V×（I2-$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$）．
分析 （1）根据额定电压确定电压表的量程，将电压表并联在灯的两端；变阻器接线柱要一上一下，与灯串联；
（2）根据灯的电压表有示数，说明与电压表两接线柱连接的电路是通路，电流表无示数，说明电路断路，据此
分析故障的可能原因；
（3）根据分压原理确定滑片移动 的方向；认清电流表小量程的分度值读数，根据P=UI求灯的额定功率；
（4）测出定值电阻两端的电压，根据并联电路的电压知识得知灯泡两端的电压，测出干路电流，根据并联电路的特点得出灯泡的电流，从而根据P=UI得出灯泡的功率．
解答 解：（1）小灯泡上只能看到“3.8V”字样，即灯的额定电压为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，如下图所示；
（2）正确连接实验电路后，开关试触时，灯泡不亮，电流表无示数，说明某处发生了断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，所以其故障原因可能是与电压表并联的灯泡出现了断路．
（3）电压表的示数为3.0V小于灯的额定电压，所以应增大灯的电压，减小变阻器的电压，根据分压原理可知，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，所以，应将滑片向右移动，直至灯泡两端电压为额定电压；
电流表的小量程分度值为0.02A，示数为0.4A，灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）①电路图如下：
②由题意知，灯泡与定值电阻并联，当定值电阻两端的电压等于其额定电压时，灯泡会正常发光，闭合开关S、S1与a相连，调节滑片P，使电流表示数I1=$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$；
应保持滑动变阻器滑片的位置不变，S1与b相连，记下电流表示数I2，为干路电流；
③小灯泡的额定电流为I=I2-I1，然后可求得灯泡的额定功率P=UI=3.8V×（I2-$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$）．
故答案为：（1）如上图；（2）灯泡断路；（3）右；1.52；（4）①如上图：
②a、灯泡与定值电阻并联，当定值电阻两端的电压等于其额定电压时，灯泡会正常发光，闭合开关S、S1与a相连，调节滑片P，使电流表示数I1=$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$；
b、应保持滑动变阻器滑片的位置不变，S1与b相连，记下电流表示数I2，为干路电流；
③3.8V×（I2-$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$）．
点评 本题测量小灯泡的额定功率，考查电路的连接、常见故障的分析、操作过程、功率的计算，影响电阻大小的因素等知识，是中考的热点问题．
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