Question

1．甲、乙两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验，除了小灯泡外，他们所使用的器材规格均相同，小灯泡的额定电压可能是“2.2v”、“2.5v”或“3.8V”，电源电压为4.5V．

（1）根据图1所示的图，请你帮甲同学完成图2实物图的连接．连接电路时开关要断开；在闭合开关之前，要把滑片P移到滑动变阻器的左端．
（2）甲同学闭合开关时记录了第一组数据；调节滑动变阻器当小灯泡正常发光时记录了第二组数据．他不小心将滑动变阻器的滑片移到右端时，小灯泡闪了一下就熄灭，灯丝烧了，记录了第三组数据，如表所示．表中漏填的电压表示数为4.5V，滑动变阻器的最大电阻为20Ω．

实验序号\物理量	电压表示数/V	电流表示数/A	小灯泡的亮暗程度
1	1.3	0.16	暗
2	3.8	0.42	正常发光
3		0	不发光

（3）乙同学做实验时，不慎把电压表接在滑动变阻器两端，并更换电压表量程．调节滑动变阻器的滑片P，当滑片P恰好滑至滑动变阻器中点时，他选用的小灯泡正常发光，此时电压表示数如图3所示，电压表示数为2V，他所远用小灯泡的额定功率为0.5W．

Answer 1

分析 （1）由灯泡的额定电压确定电压表的量程，电压表与灯泡并联，注意正负接线柱．
滑动变阻器选择一上一下接线柱，把滑动变阻器串联在电路中．
（2）甲连接好电路，闭合开关，滑动变阻器滑片在最大阻值处，得到第一组数据，求出滑动变阻器电压，求出滑动变阻器最大电阻．
减小滑动变阻器电阻，灯泡正常工作，得到第二组数据．
继续移动滑片，电路电流增大，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压时，烧断灯丝，电路断路，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压．
（3）甲乙使用的器材除灯泡外其它都相同，利用甲的第一次实验求得滑动变阻器的最大阻值，求得滑片中点时接入电路的电阻．
电压表的读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．
求得滑动变阻器电流即灯泡电流．
根据串联电路电压的特点，求出灯泡的电压，根据P=UI计算功率．

解答 解：（1）灯泡的额定电压可能是2.2V、2.5V、3.8V，电压表选择0～15V量程，电压表与灯泡并联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．
滑动变阻器已经选定了下面接线柱，任意选择上面一个接线柱串联在电路中．如图．

连接电路时，开关处于断开状态，防止连接完最后一根导线，电路接通，损坏元件．
滑动变阻器接右半段，滑片处于左端，滑动变阻器连入电路的阻值最大，电路电流最小，对电路起保护作用．
（2）闭合开关后，滑片处于最大阻值处，向右移动滑片，电路电阻减小，电流增大，灯泡两端电压增大，当灯泡两端电压超过灯泡的额定电压时，灯泡被烧坏．
电压表串联在电路中，测电源电压，电压表示数为4.5V．
连接好电路，滑片处于最大阻值处，闭合开关得到第一组数据，滑动变阻器电压为：U₁=U_总-U_L=4.5V-1.3V=3.2V，
滑动变阻器最大阻值为：R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{3.2V}{0.16A}$=20Ω．
（3）乙实验时，灯泡与滑动变阻器串联，甲乙使用的滑动变阻器相同，
滑动变阻器接入电路的电阻：R'=$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω，
电压表更换量程，使用0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为2V，
根据串联电路电流处处相等，所以灯泡电流为：I_L=I′=$\frac{U′}{R′}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A．
灯泡的额定电压为：U=U_总-U₂=4.5V-2V=2.5V，
灯泡的额定功率：P=UI_L=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：（1）如图；左；（2）4.5；20；（3）2；0.5．

点评 本题的很多已知条件都不是直白的，而是隐含在实验数据中，需认真挖掘．
通过灯泡两端电压超过灯泡额定电压时，烧坏灯泡，电压表串联在电路中测量电源电压，获得电压表示数．
通过闭合开关时，滑动变阻器滑片处于最大阻值处求得滑动变阻器最大电阻．
通过甲乙使用的器材相同，求得乙同学实验时，滑动变阻器的电流，即灯泡正常工作时的电流．