Question

13．小华用如图甲所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约1W，滑动变阻器的规格是“20Ω　　1A”，电源电压恒为6V．

（1）帮小华在左图上补画导线，使其成为完整的实验电路，要求：滑动变阻器的滑片向右滑动时，灯泡变亮．

（2）在实验中，小华不慎将电流表和电压表的位置接反了，则闭合开关后看到的现象可能是C
A．只有电流表有示数，灯不亮　　　　　　　　B．两电表均有示数，灯亮　
C．只有电压表有示数，灯不亮                             D．只有电流表有示数，灯亮
（3）排除故障后，小华闭合开关并调节滑动变阻器的滑片，移动滑动变阻器的滑片P到某处时，电压表的示数为2.5V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右端滑动（选填“左”或“右”），当灯正常发光时，电流表的示数如右图所示，该电流值为0.3A，测出的额定功率为1.14W．
（4）小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出，在调节滑片使灯正常发光时，电压表的示数很难准确显示3.8V，可能因此造成一定的测量误差．她认为可以在小华实验的基础上，对电路稍作改动，能提高测量数据的精确度．请帮小红补全测量步骤（补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点）：
a．断开开关，将电压表并联在滑动变阻器的两端（此时选择小量程）；
b．闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V，并读出此时电流表的示数；
c．计算出灯的额定功率．

Answer 1

分析 （1）变阻器要求一上一下连接，并注意滑片向右滑动时，灯泡变亮这一要求；
（2）根据电压表内阻很大相当于断路，电流表内阻很小，相当于导线，可做出判断；
（3）根据电压表的示数、灯泡的额定电压以及串联电路分压的特点确定滑动变阻器移动的方向；
根据电流表的量程和分度值，读出电流值，再根据公式P=UI计算额定功率的大小；
（4）由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表必须选择大量程，这样造成电压测量不精确，
为了使测量误差更小，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，改接小量程，据此分析．

解答 解：（1）滑动要串联在电路中，且要按“一上一下”的方式接入电路，
当滑动变阻器的滑片向右滑动时，灯泡变亮，此时接入电路的电阻变小，电流变大，
故应将滑动变阻器右下方接线柱与灯泡的右接线柱连接，如图所示：

（2）电压表内阻很大相当于断路，若电压表与电流表位置接反了，由于电压表串联在电路中，
故电路中电流会非常小，接近于零，电压表相当于测电源电压，因此，只有电压表有示数，灯不亮．
故C符合题意．
（3）因为灯泡的额定电压为3.8V，而电压表的示数为3V，因此需增大灯泡两端电压，
即减小滑动变阻器两端电压，减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向右端滑动；
读右图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.3A．
则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（4）由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表必须选择大量程，这样造成电压测量不精确，
为了使测量误差更小，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，改接小量程；
因为电源电压为6V，则变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V时，此时小灯泡恰好正常好光．
因此，补充的步骤为：a．断开开关，将电压表并联在滑动变阻器的两端（此时选择小量程）；
b．闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V，并读出此时电流表的示数；
c．计算出灯的额定功率．
故答案为：（1）见上图；
（2）C；
（3）右；0.3；1.14；
（4）a．将电压表并联在滑动变阻器的两端（此时选择小量程）；
b．调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V．

点评 本题是测量小灯泡电功率的实验，涉及到了实物图的连接、电流表的读数、电功率的计算、实验的改进与分析等知识点，综合性强，难度较大，有一定新意．