Question

8．小明同學(xué)手里有一個(gè)標(biāo)有“3.8V”字樣的小燈泡，他想知道小燈泡正常工作時(shí)的電功率，于是在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室借來(lái)一些實(shí)驗(yàn)器材，連接了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定不變．

（1）在圖中找出連接錯(cuò)誤的一根導(dǎo)線并在該導(dǎo)線上畫(huà)“×”，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接正確．（所畫(huà)的導(dǎo)線要用實(shí)線，不可用虛線）
（2）該實(shí)驗(yàn)的原理是P=UI．
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)該斷開(kāi)．
（4）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，他發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)．則故障原因可能是小燈泡短路．
（5）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表出現(xiàn)了故障不能使用．小明向老師借了一只定值電阻R₀（R₀阻值已知），設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，繼續(xù)測(cè)量恒定電壓為U_額的小燈泡的額定功率．測(cè)量時(shí)，應(yīng)先閉合開(kāi)關(guān)S和S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的示數(shù)為$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；接著將S₁斷開(kāi)，S₂閉合，讀出電流表的示數(shù)為I，則小燈泡的額定功率P_額=U_額（I-$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$）（用I、U_額和R₀表示）．

Answer 1

分析 （1）要測(cè)量3.8V的小燈泡的電功率，應(yīng)將電壓表的量程選擇“0～15V”，據(jù)此修改；
（2）測(cè)量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI；
（3）為了保護(hù)電路元件，在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)；
（4）將正常的電流表、電壓表接入電路，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表有讀數(shù)，說(shuō)明電路為通路；電壓表讀數(shù)始終為零，說(shuō)明電壓表測(cè)量的用電器發(fā)生短路；
（5）①根據(jù)并聯(lián)電路電壓的關(guān)系，各支路兩端的電壓相等，當(dāng)電阻兩端的電壓等于燈泡的額定電壓時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，根據(jù)歐姆定律得出電流表的示數(shù)；
②根據(jù)并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和計(jì)算出燈泡的電流；
③根據(jù)P=UI寫(xiě)出小燈泡的額定功率表達(dá)式．

解答 解：（1）要測(cè)量3.8V的小燈泡的電功率，應(yīng)將電壓表的量程選擇“0～15V”，把電壓表量程改過(guò)來(lái)，如圖所示：

（2）測(cè)量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI；
（3）為了保護(hù)電路，在連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)該處于斷開(kāi)狀態(tài)；
（4）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路是通路，小燈泡或電壓表發(fā)生短路，故障原因可能是小燈泡短路；
（5）①，要使小燈泡正常發(fā)光，則燈泡兩端的電壓等于額定電壓，應(yīng)斷開(kāi)S₂，閉合S₁、S，此時(shí)電流表的示數(shù)應(yīng)為I₀=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$；
②要測(cè)通過(guò)燈泡的電流，在不拆電流表的情況下，則應(yīng)閉合S₂、S，斷開(kāi)S₁，此時(shí)電流表測(cè)干路電流，則燈泡的電流I_額=I-I₀=I-$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$；
③根據(jù)功率公式P_額=U_額I_額=U_額（I-$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$）
故答案為：（1）如上圖；（2）P=UI；（3）斷開(kāi)；（4）小燈泡短路；（5）$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$；U_額（I-$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)原理、連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等，是實(shí)驗(yàn)的常考問(wèn)題，一定要掌握；連接實(shí)物電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意題目要求．