Question

15．在“測定小燈泡的額定功率”實(shí)驗中，張超同學(xué)用一個電壓表、一個電流表、二個開關(guān)、電壓為6V的電源、額定電壓為3.8V的小燈泡和一個標(biāo)有“20Ω，1.5A”的滑動變阻器，設(shè)計了如圖甲所示的電路．

（1）如果小燈泡的額定功率小于2W，電流表的量程選0～0.6A為宜；要求滑片 P向右移燈變亮則滑動變阻器底下應(yīng)選B接線柱．
（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線，按照圖甲所示的電路圖，將圖乙的實(shí)物電路連接完整（連線不得交叉）；
（3）在實(shí)驗中，若電壓表示數(shù)為2V，則燈泡的實(shí)際功率＜額定功率（選填“＞”、“＜”或“=”）；要想使小燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器的滑片應(yīng)向右移動（選填“左或右”）直至電壓表的示數(shù)為3.8V，若此時電流表示數(shù)為0.4A，則燈泡的額定功率為1.52W；此時小燈泡的電阻是9.5Ω．該實(shí)驗中滑動變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還有改變燈泡兩端的電壓作用．
（4）另一組的同學(xué)按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出實(shí)驗中兩個操作不當(dāng)之處：
①連接電路時開關(guān)未斷開；
②開關(guān)閉合前滑片未移到阻值最大處．

Answer 1

分析 （1）因為燈的額定功率小于2W，可以利用P=UI計算出電流值，去選擇所用量程；
（2）連接時注意電流表用小量程，電壓表用大量程，滑動變阻器一上一下的連入；
當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時，燈泡變亮，則變阻器連人電阻減��；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，當(dāng)實(shí)際電壓小于額定電壓時，實(shí)際功率小于額定功率；
要測量燈泡的額定功率，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，使燈泡兩端的電壓達(dá)到3.8V；
根據(jù)P=UI計算電功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算電阻值；
滑動變阻器的作用：保護(hù)電路，改變燈泡兩端的電壓；
（4）為了保護(hù)電路，連接電路時開關(guān)要斷開，滑片P置于使連入電阻最大的位置．

解答 解：（1）電路中的最大電流為：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2W}{3.8V}$≈0.52A＜0.6A，所以選O～0.6A量程；
滑片P向右移燈變亮，則滑動變阻器的阻值變小，底下應(yīng)接右端的B接線柱；
（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物，如下圖所示：

（3）若電壓表示數(shù)為2V，小于額定電壓，則燈泡的實(shí)際功率小于額定功率；
要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)減小變阻器的阻值，將滑片向右端滑動，使電壓表的示數(shù)為3.8V；
則P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
燈泡的電阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.4A}$=9.5Ω；
該實(shí)驗中滑動變阻器的作用除了保護(hù)電路外，主要改變燈泡兩端的電壓；
（4）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明①連接電路時開關(guān)沒有斷開，②沒有將變阻器的滑片調(diào)到阻值最大位置．
故答案為：（1）0～0.6；B；（2）見上圖；（3）＜；右；3.8；1.52；9.5；改變燈泡兩端的電壓；（4）連接電路時開關(guān)未斷開；開關(guān)閉合前滑片未移到阻值最大處．

點(diǎn)評 本題涉及電壓表和電流表量程的選擇和讀數(shù)、滑動變阻器的變阻原理、電功率的計算，雖綜合性強(qiáng)，但都屬于基礎(chǔ)知識，難度適中．