Question

10．在“测定“3.8V”小灯泡的电功率”的实验中（电源电压恒定）．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮．
（2）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到A端（选填“A”或“B”）．
（3）实验时，要使小灯泡正常发光，应移动滑动变阻器滑片P使电压表示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，通过灯泡的电流为0.3A，灯泡的额定功率为1.14W．
（4）做完实验后，小明看到实验台上有一个定值电阻R，上边的数字模糊不清，想测出它的阻值，可是发现电压表损坏，经过小组讨论设计了如图所示的电路图，利用前面的数据测出了R的阻值．请你帮小明完成主要的实验步骤及计算电阻R的表达式．
主要步骤：a）连接电路；b）闭合S₁，调节滑动变阻器使小灯泡的电流为额定电流即0.3A；c）断开S₁，闭合S₂，测得R与L的总电流I．
计算电阻R的表达式：R=$\frac{3.8V}{I-0.3A}$．

Answer 1

分析 （1）测小灯泡功率的实验中滑动变阻器应串联入电路中，根据滑片P向右滑动时灯泡变亮的要求和电压表与灯泡并联连接实物电路图；
（2）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处；
（3）灯泡在额定电压下的功率为额定功率，由图示电流表确定其量程与分度值，然后读出其示数，由P=UI可求出灯泡的额定功率；
（4）有电流表和灯泡，借助并联电路特点测量出R的电压和电流，闭合s₁，调节滑动变阻器使小灯泡的电流为额定电流即0.3A；然后断开s₁，闭合s₂，测得R与L的总电流，再利用欧姆定律可求R阻值．

解答 解：（1）测小灯泡功率的实验中，滑动变阻器应串联入电路中，题中要求“滑动变阻器的滑片P向右端移动时小灯泡变亮”，所以此时变阻器连入阻值变小，应将接线柱B接入电路中；电压表与灯泡并联测其电压，灯泡额定电压3.8V，所以电压表使用0～15V量程，如图所示：

（2）在闭合开关前，为了保护电路，应将滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，即A端；
（3）当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时，灯泡正常发光；由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（4）b）、闭合S₁，调节滑动变阻器使小灯泡的电流为额定电流即0.3A，此时小灯泡和R两端的电压为3.8V；c）、断开S₁，闭合S₂，测得R与L的总电流I；
电阻R的表达式：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{3.8V}{I-0.3A}$．
故答案为：（1）如上图；（2）A；（3）3.8V；0.3；1.14；（4）b）、闭合S₁，调节滑动变阻器使小灯泡的电流为额定电流即0.3A，此时小灯泡和R两端的电压为3.8V；c）、断开S₁，闭合S₂，测得R与L的总电流I；R=$\frac{3.8V}{I-0.3A}$．

点评 本题考查了实物图的连接，滑动变阻器的正确使用，电流表的读数，电功率计算以及特殊方法测电阻等，涉及知识点多，综合性强．