Question

20．如圖1是小胡測量小燈泡額定功率的實物連接圖，燈泡的額定電壓是3.8V，其燈絲電阻為10Ω．

（1）閉合開關后，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是燈泡不亮，仔細檢查后發(fā)現(xiàn)，其實是有一根導線不小心接錯了位置，請你幫他找出來并改正．（在去掉的導線上畫“×”，所添加的導線用筆畫出）
（2）排除了故障后小胡繼續(xù)實驗，此時小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)如圖2所示，則小燈泡的額定功率為1.52W．
（3）接著，小胡用這一電路測量一段電阻絲R₁的阻值（約10Ω），用電阻絲替換了燈泡，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞，只能講其拆除，在不改變其它電路元件接連的情況下，小胡也順利完成了實驗．請補充完小胡的實驗步驟并寫出計算R₁的最后表達式．（已知滑動變阻器最大阻值為R₂）
實驗步驟：
①閉合開關，移動滑動變阻器到最小值，記下電流表示數(shù)I₁．
②閉合開關，移動滑動變阻器到最大值，記下電流表示數(shù)I₂．
表達式：R=$\frac{{I}_{2}{R}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）由于電流表與燈泡并聯(lián)，故閉合開關后燈泡不亮．
（2）根據(jù)電流表量程和指針位置，讀出電流值，然后利用公式P=UI計算電功率．
（3）滑動變阻器的最大阻值已知，滑動變阻器和被測電阻串聯(lián)，讓滑動變阻器全部接入和不接入，來改變電路的電阻，完成電流表的兩次測量，利用兩次電路的電源電壓相等，列出等式，解出R．

解答 解：（1）由于電流表與燈泡并聯(lián)，故閉合開關后，燈泡不亮；故應將電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，正確的電路連接圖如下：

（2）根據(jù)電流表量程和指針位置可讀出I=0.4A，則：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
（3）被測電阻R₁與滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電流表串聯(lián)在電路中，
實驗步驟：
①閉合開關，移動滑動變阻器到最小值，記下電流表示數(shù)I₁．
②閉合開關，移動滑動變阻器到最大值，記下電流表示數(shù)I₂．
滑動變阻器的電阻為零時，只有被測電阻R接入電路，測得電流為I₁，電源電壓為I₁R
滑動變阻器的電阻最大為R₂時，R₂與R串聯(lián)，測得電路電流為I₂，電源電壓為I₂（R₂+R），
所以，I₁R=I₂（R₂+R），解得R=$\frac{{I}_{2}{R}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
故答案為：（1）燈泡不亮；電路連接圖如上圖；（2）1.52W；（3）②閉合開關，移動滑動變阻器到最大值，記下電流表示數(shù)I₂；$\frac{{I}_{2}{R}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

點評 本題考查了測量小燈泡電功率的原理、電壓表和滑動變阻器的連接、串聯(lián)電路特點的應用、電流表的正確使用和讀數(shù)等．