Question

5．在測量標(biāo)有3.8V小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為8V，小燈泡的電阻約為10Ω，電壓表、電流表、最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的電路連接完整．

（2）某同學(xué)連接完電路沒有認(rèn)真檢查就閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：電流表正確接線柱接反了．
（3）改正后，再次閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)，小燈泡剛好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，則通過小燈泡的電流是0.4A，小燈泡的額定功率是1.52W．
（4）在實(shí)驗(yàn)時(shí)某一小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞，他們又從儀器室選取一個(gè)5Ω電阻和兩個(gè)開關(guān)，利用圖丁的電路也測出了小燈泡的額定功率．請你在丁圖的虛線框內(nèi)分別填入電壓表、電阻、開關(guān)S₂這三個(gè)元件的符號(hào)，使電路完整，并寫出實(shí)驗(yàn)的主要步驟．
步驟一：合開關(guān)S、S₁，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為3.8V，．
步驟二：閉合開關(guān)S、S2，斷開開關(guān)S₁，保持滑片的位置不變，記錄電壓表的示數(shù)U．

Answer 1

分析 （1）電壓表選用大量程，并聯(lián)在燈的兩端，電流表選用小量程，注意變阻器的接法；
（2）電流表指針反向偏轉(zhuǎn)，則電流從負(fù)接線柱流入了；
（3）小燈泡在額定電壓下才能正常發(fā)光；根據(jù)電流表的小量程讀數(shù)；根據(jù)P_額=U_額I計(jì)算額定功率；
（4）在缺少電流表的情況下，電壓表和定值電阻起到測量電流的作用，通過兩個(gè)開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電壓表既能測出燈正常工作時(shí)的電壓又能測出此時(shí)燈和定值電阻兩端的總電壓，根據(jù)P_額=U_額I即可求出小燈泡的額定功率．

解答 解：（1）因燈的額定電壓為3.8V，所以電壓表選用大量程，電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，將電流表與變阻器串聯(lián)在電路中，如圖所示；
（2）電流表指針反向偏轉(zhuǎn)，則電流從負(fù)接線柱流入了，說明電流表的正負(fù)接線柱接反了；
（3）小燈泡在額定電壓下才能正常發(fā)光，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)，小燈泡剛好正常發(fā)光；電流表的小量程為0.02A，小燈泡的額定功率P_額=U_額I=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）首先要移動(dòng)滑片使燈正常發(fā)光，所以電壓表并聯(lián)在燈的兩端，電壓表還要測出燈正常工作時(shí)燈和定值電阻兩端的電壓，定值電阻應(yīng)與燈串聯(lián)，即可求出燈正常工作時(shí)定值電阻的電壓，由歐姆定律可求出此時(shí)通過燈的電流，即燈正常工作時(shí)的電流，在丁圖的虛線框內(nèi)分別填入電壓表、電阻、開關(guān)S₂這三個(gè)元件的符號(hào)，如圖所示：

步驟一：閉合開關(guān)S、S₁，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為3.8V；
步驟二：閉合開關(guān)S、S2，斷開開關(guān)S₁，保持滑片的位置不變，記錄電壓表的示數(shù)U．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）電流表正負(fù)接線柱接反了；
（3）3.8；0.4；1.52；
（4）合開關(guān)S、S₁，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為3.8V；
閉合開關(guān)S、S2，斷開開關(guān)S₁，保持滑片的位置不變，記錄電壓表的示數(shù)U．

點(diǎn)評 本題測小燈泡的電功率，考查電路的連接、常見故障的分析判斷、電功率的計(jì)算及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．