Question

利用如圖甲所示的實驗器材，測定額定電壓為6V的小燈泡的電功率．已知滑動變阻器上標有“l(fā)2Ω 1A”的字樣，電源電壓保持不變．請完成下列相關問題：

（1）該實驗的原理是______．
（2）在甲圖上補畫一根導線，使得測定小燈泡電功率的電路完整，要求滑片P向右移動時，小燈泡變暗．
（3）連好電路后，要使滑動變阻器的電阻絲全部接入電路，應先將滑片P移至______（選填“a”“b”）端，再閉合開關S，此時電壓表示數(shù)為4.2V，對應的電流表示數(shù)如圖乙所示．
（4）調(diào)節(jié)滑片P，當P移至ab中點時，小燈泡恰好正常發(fā)光．
（5）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑片P，當P移至另一點時，燈泡偏亮，讀出此時電壓表、電流表示數(shù)分別為6.5V、0.52A．
（6）根據(jù)實驗過程填完下表．

實驗次數(shù)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	亮度	功率/W
1	4.2	______	偏暗	______
2	6.0	______	正常	______
3	6.5	0.52	偏亮	3.38

Answer 1

【答案】分析：（1）伏安法測燈泡電功率的原理是：電功率公式P=UI；
（2）要求滑片P向右移動時，小燈泡變暗，即使整個電路中的電流變小，故此時電路中的電阻要變大，滑片最左端要和開關連接；
（3）連好電路后，閉合開關前，為防止電路中電流過大燒毀元件，變阻器的阻值應在最大值處，故滑片P應滑至b端；已知滑動變阻器接入電路電阻最大，所以此時電路電流最小，根據(jù)滑動變阻器允許通過的電流和電流表指針位置，確定此時的電路電流；已知燈泡兩端實際電壓和通過的電流，利用公式P=UI得到實際功率；
（4）（5）（6）①在上一步中，已知滑動變阻器全部接入電路和通過電路的電流，可以得到滑動變阻器兩端電壓；已知電壓表示數(shù)和滑動變阻器兩端電壓，可以得到電源電壓；
②燈泡正常發(fā)光時兩端電壓為額定電壓，已知電源電壓，可以得到滑動變阻器兩端電壓；已知滑動變阻器接入電路的電阻和兩端電壓，可以得到電路電流；已知燈泡額定電壓和通過的電流，利用公式P=UI得到額定功率．
解答：解：
（1）測量小燈泡功率的實驗原理為P=UI；
（2）變阻器一端已經(jīng)連好，根據(jù)變阻器的工作原理，要想滑片右移時阻值變大，導線必須連在左下端，實物電路連接如右圖所示：
（3）連好電路后，閉合開關前，為防止電路中電流過大燒毀元件，變阻器的阻值應在最大值處，故滑片P應滑至b端；
滑動變阻器接入電路電阻最大時，電路電流最小，而滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，所以電流表指針指示的電流是0.4A；
此時燈泡的實際功率為P₁=U₁I₁=4.2V×0.4A=1.68W；
（4）（5）（6）①滑動變阻器兩端電壓為U_最大=0.4A×12Ω=4.8V，
電源電壓為U=U₁+U_最大=4.2V+4.8V=9V；
②燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓為U_半=U-U_額=9V-6V=3V，
通過燈泡的電流為I_額=I_半===0.5A，
燈泡的額定功率為P_額=U_額I_額=6V×0.5A=3W．
故答案為：
（1）P=UI；
（2）實物連接如下：
；
（3）b；
（6）實驗結果如下表：

實驗次數(shù)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	亮度	功率/W
1	4.2	0.4	偏暗	1.68
2	6.0	0.5	正常	3
3	6.5	0.52	偏亮	3.38

點評：在物理實驗中，探究用電器的功率經(jīng)常見到，該類實驗題總體難度不大，但是因為涉及的知識點較多，稍微馬虎就容易出錯，故做該類題時細心最為重要．