Question

14．小红同学做“测定小灯泡的电功率”实验．

（1）如图甲所示是他所用的实验电路，其中有一根导线尚未连接，请用笔线代替导线补上．补上后要求：闭合开关S前，若将变阻器的滑片移到最左边，能使它接入电路中的电阻最大．
（2）请帮小红设计实验所用表格．
（3）小红所用滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，待测小灯的额定电压为“2.2V”、“3.8V”和“6.3V”中的一个．他正确连接电路，闭合开关后，发现小灯发光较暗，电流表、电压表示数如图乙所示．则通过小灯的电流为0.18A，小灯的额定电压为3.8V．
（4）为了较精确地测出小灯的额定功率，在不更换实验器材的条件下，小红同学想了一个巧妙的办法，对所连接的电路进行了调整．闭合开关后，他调节变阻器的滑片位置，当电压表的示数为2.2V时，小灯正常发光，此时变阻器滑片的位置恰好在中点上（即滑动变阻器连入电路的电阻为lOΩ），小灯的额定功率为0.836W．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片移到最左边时接入电路中的电阻最大，则右下方接线柱必须接入电路中；
（2）测定小灯泡的电功率时，利用电流表测出通过灯泡的电流，电压表测出两端的电压，根据P=UI求出灯泡的功率；
（3））因电源电压由图看只有6伏，所以灯泡不可能是6.3伏的；根据电压表的量程和分度值读出示数，此时灯较暗，说明额定电压要比这个大，然后可知小灯的额定电压；根据电流表的量程和分度值读出示数；
（4）对电路进行的调整，实际是把电压表与变阻器并联，原因是电压表的量程是0～3伏，而灯的额定电压是3.8伏，所以要这样调整；当电压表的示数是2.2伏时灯正常发光，此时变阻器只接入10欧电阻，占的电压是2.2伏，所以可求出串联电路中的电流，然后利用P=UI即可求出灯的额定功率．

解答 解：（1）电流表的负接线柱与滑动变阻器右下方接线柱相连，如下图所示：

（2）实验中应记录灯泡两端的电压和通过的电流以及灯泡的电功率，如下表所示：

实验序号	电压U/V	电流I/A	电功率P/W
1
2
3

（3）由可知电源电压只有6伏，则灯泡不可能是6.3伏的，
电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.4V，
因灯光发暗，
所以，灯的额定电压应该是高于2.4V，即为3.8V；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.18A；
（4）因为电压表所选的量程是0～3伏，而灯的额定电压是3.8伏．所以对电路进行的调整，把电压表与变阻器并联，
当电压表的示数是2.2V时，灯正常发光，
此时U_额=U-U_滑=6V-2.2V=3.8V；
因为此时变阻器只接入10欧电阻，
所以，此时串联电路中电流是：
I=$\frac{{U}_{滑}}{\frac{R}{2}}$=$\frac{2.2V}{\frac{20}{2}Ω}$=0.22A，
则灯的额定功率：
P_额=U_额I=3.8V×0.22=0.836W．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）表格如上所示；
（3）0.18；3.8；
（4）2.2；0.836．

点评 本实验题涉及电流表的读数、滑动变阻器的使用、实物图的连接、电功率的计算和欧姆定律的应用知识点等，综合性较强；（3）中对电路进行的调整（因为电压表所选的量程是0～3伏，而灯的额定电压是3.8伏，所以把电压表与变阻器并联），这是个难点．