Question

【题目】小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡，她想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒定不变 .

（1）小丽测小灯泡电阻的实验原理是.
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整（要求滑片向左移灯泡变亮），并在虚线框内画出电路图 .
（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数 ，其故障原因是.
（4）故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，示数为 0.38 A，小灯泡正常工作时的电阻是Ω .
（5）完成上述实验后，小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如下图所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，请你帮她完成下列实验步骤：

①连接好实验电路，闭合开关S1 ， 将开关S2拨到触点（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为V
②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点（选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U
③小灯泡额定功率的表达式为P额=（用已知量和测量量表示）

Answer 1

【答案】
（1）
（2）解：如图所示：

（3）小灯泡短路
（4）10
（5）2；3.8；1；3.8V×（U-3.8V)/R0
【解析】（1）根据题意知道小丽测小灯泡电阻的实验原理是；
（2）因为要求P向左移时灯泡亮度变亮，所以，变阻器连入电路的电阻则要变小，实物连线如图：
;
（3）根据题意知道，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，表明了灯被短路；
（4）根据题意知道小灯泡正常工作电压是3.8V , 通过的电流是0.38A，所以由欧姆定律得小灯泡正常工作时的电阻是R=U/I=3.8V/0.38A=10Ω；
（5）①根据伏安法，闭合开关S1 ， 将开关S2拨到触点2，使电压表测量灯泡两端的电压，调节滑动变阻器使灯泡两端的电压达到3.8V；②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1，此时电压表的示数为U，即灯泡和R0两端的电压；③由串联电路的特点可计算小灯泡的电流是I灯=（U-3.8V）/R0 ， 所以小灯泡额定功率的表达式为P=U灯I灯=3.8V×（U-3.8V)/R0 .
故答案为：（1）;（2）见解答；（3）小灯泡短路；（4）10；（5）①2；3.8；②1；③3.8V×（U-3.8V)/R0 .
（1）伏安法测电阻的原理是欧姆定律的变形公式;（2）滑动变阻器串联在电路中，且滑片向左移动时，接入的阻值应变小；
（3）灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，表明电路是通路，电压表被短路，即灯灯被短路；
（4）读出电流表的示数利用欧姆定律的变形公式计算电阻值；
（5）缺少电流表测电功率时，要将灯泡与已知电阻串联，首先移动滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为其额定电压，再测出灯泡与已知电阻两端的总电压，根据串联电路电压的规律求出已知电阻两端的电压，利用欧姆定律计算出电路中的电流，再利用公式P＝UI计算灯泡的额定功率 .