Question

9．在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，燈泡上標有“3.8V”字樣，電源電壓恒為 6V．
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整；要求滑片向右移動燈泡變亮．

（2）電路連接好后，開關試觸時，發(fā)現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表的示數接近電源電壓，其故障原因可能是小燈泡斷路．
（3）故障排除后，當移動滑動變阻器滑片使燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數如圖乙所示，則燈泡的額定功率為1.52W．
（4）實驗結束，交流討論時，同組的小華認為：不用電流表，增加一個定值電阻，也能測量出這盞小燈泡的額定功率．請你幫助小華完成以下實驗步驟．
①在虛線框內畫出小華實驗的電路圖．
②現提供 R₁=5Ω，R₂=10Ω和 R₃=20Ω三個電阻，則選擇R₁放入上述電路圖中更合適．理由是定值電阻兩端電壓小于2.2V，電流為0.4A，所以R＜5.5Ω．

Answer 1

分析 （1）測定小燈泡的電功率的實驗中，根據滑片右移燈變亮和滑動變阻器一上一下串聯接入電路中確定變阻器的連接；
（2）電壓表有示數說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表無實數、小燈泡始終不亮說明電路斷路，即電壓表并聯部分斷路；
（3）由圖乙讀出燈泡正常發(fā)光時的電壓和電流，根據P=UI計算燈泡的額定功率；
（4）由于沒有電流表，應根據電壓表和定值電阻求出電流，使該電流等于燈泡的電流．

解答 解：（1）測定小燈泡的電功率的實驗中，滑動變阻器一上一下串聯接入電路中，要求滑片P向右移動時燈泡變亮，即P右移變阻器連入阻值變小，由此實物連接如圖所示：
；
（2）連好電路閉合開關，發(fā)現小燈泡始終不亮，電壓表有示數，電流表無示數，說明電壓表并聯部分斷路，故障的原因可能是燈絲斷了；
（3）由乙圖可知，電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，示數為0.4A，所以燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）①沒有電流表，應根據電壓表和定值電阻求出定值電阻的電流，使得該電流為小燈泡的額定電流，故小燈泡應與定值電阻串聯接入電路中，然后用電壓表再測出燈泡的額定電壓，電路圖如圖所示：
；
②燈泡、定值電阻、滑動變阻器串聯接入電路，根據串聯電路的電壓規(guī)律可知，定值電阻兩端電壓小于 2.2V，電流為0.4A，則由R=$\frac{U}{I}$可知，R=$\frac{2.2V}{0.4A}$=5.5Ω，故選用R₁．
故答案為：（1）如圖；（2）小燈泡斷路；（3）1.52；（4）①如圖；②R₁；定值電阻兩端電壓小于 2.2V，電流為0.4A，所以 R＜5.5Ω．

點評 本題考查了實物連接、電路故障的判斷、滑動變阻器的正確使用以及歐姆定律和電功率公式的應用，關鍵是能從圖上正確讀出正常發(fā)光時燈泡兩端電壓對應的電流．