Question

8．小麗同學手里有一個標有“3.8V”字樣的小燈泡，她想知道小燈泡正常工作時的電阻，于是在學校實驗室找來一些器材連接了如圖甲所示的實驗電路，電源電壓恒定不變．

（1）請你用筆畫線代替導線，根據滑動變阻器滑片的位置將圖甲中的實物連接完整．
（2）閉合開關，調節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數如圖乙所示，小燈泡正常工作時的電阻是10Ω．
（3）小麗同學又想測量小燈泡的額定功率，實驗時發(fā)現電流表已損壞，卻多了一個滑動變阻器R₀（最大阻值用R₀表示），他設計如圖丙所示電路，也測出了額定電壓為3.8V的燈泡的額定功率，請不全下列步驟：
①閉合開關，先調節(jié)滑動變阻器R₀（選填“R₀”或“R”）的滑片到左端（選填“左”或“右”），再調節(jié)另一滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為3.8V時為止；
②接著調節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端，讀出這時電壓表的示數為U；
③小燈泡額定功率的表達式為P=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用步驟中的字母和數值表示）

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；
（2）根據歐姆定律變形公式可求電阻；
（3）由電路圖可知，R₀的滑片位于左端時，電壓表測燈泡兩端的電壓，調節(jié)滑動變阻器R使電壓表的示數為2.5V，然后保持R接入電路中的電阻不變；調節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端，電壓表測燈泡和R₀兩端的電壓之和，根據串聯電路的電壓特點求出R₀兩端的電壓，根據歐姆定律求出電路中的電流，最后根據P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）滑動變阻器要按“一上一下”的方式串聯接入電路；閉合開關前，為使滑動變阻器接入電路的阻值最大，故應將滑動變阻器的右下接線柱與小燈泡的左接線柱連接，如下圖所示：

（2）閉合開關，調節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數如圖乙所示，電流表的量程為0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數是0.38A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，小燈泡正常工作時的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.8V}{0.38A}$=10Ω；
（3）實驗步驟：
①閉合開關，先調節(jié)滑動變阻器R₀的滑片到最左端，再調節(jié)另一滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為3.8V時為止，此時小燈泡正常發(fā)光；
②保持R的滑片所在位置不變，接著調節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端，此時電路中電流不變，小燈泡還是正常工作，讀出這時電壓表的示數為U；
③因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓U_R0=U-U₀，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流I=$\frac{{U}_{{R}_{0}}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-{U}_{0}}{{R}_{0}}$，
小燈泡的額定功率：P=U₀I=$\frac{{U}_{0}（U-{U}_{0}）}{{R}_{0}}$=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）10；
（3）①R₀；左；電壓表示數為3.8V；②調節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端；③$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．

點評 本題考查了電路連接、求電阻、電流表讀數、燈泡功率、實驗步驟的設計和評估；涉及到的知識點較多，綜合性較強．