Question

5．在测量标有3.8V小灯泡额定功率的实验中，电源电压为8V，小灯泡的电阻约为10Ω，电压表、电流表、最大阻值为20Ω的滑动变阻器、开关各一个，导线若干．
（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整．

（2）某同学连接完电路没有认真检查就闭合开关，发现电流表指针如图乙所示，产生这种现象的原因是：电流表正确接线柱接反了．
（3）改正后，再次闭合开关，移动滑动变阻器滑片使电压表的示数为3.8V时，小灯泡刚好正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流是0.4A，小灯泡的额定功率是1.52W．
（4）在实验时某一小组同学发现电流表已经损坏，他们又从仪器室选取一个5Ω电阻和两个开关，利用图丁的电路也测出了小灯泡的额定功率．请你在丁图的虚线框内分别填入电压表、电阻、开关S₂这三个元件的符号，使电路完整，并写出实验的主要步骤．
步骤一：合开关S、S₁，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为3.8V，．
步骤二：闭合开关S、S2，断开开关S₁，保持滑片的位置不变，记录电压表的示数U．

Answer 1

分析 （1）电压表选用大量程，并联在灯的两端，电流表选用小量程，注意变阻器的接法；
（2）电流表指针反向偏转，则电流从负接线柱流入了；
（3）小灯泡在额定电压下才能正常发光；根据电流表的小量程读数；根据P_额=U_额I计算额定功率；
（4）在缺少电流表的情况下，电压表和定值电阻起到测量电流的作用，通过两个开关的转换，使电压表既能测出灯正常工作时的电压又能测出此时灯和定值电阻两端的总电压，根据P_额=U_额I即可求出小灯泡的额定功率．

解答 解：（1）因灯的额定电压为3.8V，所以电压表选用大量程，电压表并联在定值电阻的两端，将电流表与变阻器串联在电路中，如图所示；
（2）电流表指针反向偏转，则电流从负接线柱流入了，说明电流表的正负接线柱接反了；
（3）小灯泡在额定电压下才能正常发光，移动滑动变阻器滑片使电压表的示数为3.8V时，小灯泡刚好正常发光；电流表的小量程为0.02A，小灯泡的额定功率P_额=U_额I=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）首先要移动滑片使灯正常发光，所以电压表并联在灯的两端，电压表还要测出灯正常工作时灯和定值电阻两端的电压，定值电阻应与灯串联，即可求出灯正常工作时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出此时通过灯的电流，即灯正常工作时的电流，在丁图的虚线框内分别填入电压表、电阻、开关S₂这三个元件的符号，如图所示：

步骤一：闭合开关S、S₁，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为3.8V；
步骤二：闭合开关S、S2，断开开关S₁，保持滑片的位置不变，记录电压表的示数U．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）电流表正负接线柱接反了；
（3）3.8；0.4；1.52；
（4）合开关S、S₁，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为3.8V；
闭合开关S、S2，断开开关S₁，保持滑片的位置不变，记录电压表的示数U．

点评 本题测小灯泡的电功率，考查电路的连接、常见故障的分析判断、电功率的计算及设计实验方案的能力，综合性较强，有一定难度．