Question

【題目】學習了電功率的知識后，老師帶領同學們去實驗室研究“測定小燈泡的功率”實驗．實驗室的器材有：“2.5V”和“3.8V”兩種規(guī)格的燈泡，滑動變阻器（20Ω 1A），電流表（0～0.6和0～3A）和電壓表（0～3V和0～15V），開關，導線若干，電源（電壓相等且保持不變）．請回答下列問題：
（1）用畫筆代替導線完成圖1甲的實物電路連接，要求滑動變阻器的滑片P向右移動時電流表的示數減小．
（2）為測出額定電壓為3.8V的小燈泡額定功率，正確連接電路后，閉合開關移動滑片，燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數如圖1乙所示，則燈泡額定功率為W．
（3）實驗時，小華發(fā)現自己無法準確判斷電壓表指針是否指向3.8V，于是他又做了兩次實驗，每次實驗都認為電壓表示數最接近3.8V．并將這三次功率的計算結果取平均值得出燈泡的額定功率．你認為小明這樣處理數據的方法是 ． （選填“合理”或“不合理”）．
（4）實驗中，甲、乙兩組同學分別選用上述不同規(guī)格的小燈泡進行實驗，調節(jié)滑片過程中電表示數都發(fā)生變化，當兩組電路的燈泡都正常發(fā)光時，恰好電壓表示數均為2.5V，電流表示數均為0.3A，并且甲組的燈泡比乙組的亮．小明發(fā)現，其中一組的電路連接有問題，造成這種現象的原因是 ， 由此可得出電源電壓是V；調節(jié)滑動變阻器的滑片，使兩組電路中小燈泡兩端的電壓均為2.5V時燈較亮．（選填“甲組”或“乙組”）．
（5）小明繼續(xù)實驗，利用上述器材和兩個阻值已知且大小不等的定值電阻R1、R2 ， 設計了測量未知電阻Rx的四種實驗電路（如圖2所示）．由于電源電壓未知，其中無法測出未知電阻Rx的是 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：滑動變阻器與燈泡串聯，滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表的示數變小，則滑動變阻器的阻值增大，下面應接左邊的接線柱，如圖所示：

（2）1.14
（3）合理
（4）電壓表與滑動變阻器并聯；6.3；乙組
（5）甲
【解析】（2）正確連線后，閉合開關，移動滑片，直至電壓表示數為燈泡的額定電壓3.8V時，燈泡正常發(fā)光；根據圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.3A；小燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．（3）要正確測量小燈泡的額定功率，可使燈泡兩端的電壓為額定電壓，分別測出三組電流值，計算出電功率求平均值；因為電壓表無法準確顯示3.8V的刻度，所以可通過小明的方法求平均值，這樣比較合理．（4）由于燈泡額定電壓一個是2.5V，一個是3.8V，當燈泡正常發(fā)光時電壓表示數都是2.5V，則測額定電壓為3.8V的燈泡功率時，電壓表測量變阻器兩端的電壓，即電壓表與滑動變阻器并聯； 由于燈泡正常發(fā)光時的電流都是0.3A，則根據P=UI可知額定電壓為2.5V的燈泡實際功率小，燈泡較暗，由題意知，甲組燈泡比乙組燈泡亮，則甲組使用的是3.8V的燈泡；由上分析可知：甲燈正常發(fā)光時燈泡兩端電壓為額定電壓3.8V，滑動變阻器兩端電壓為2.5V，則電源電壓為3.8V+2.5V=6.3V．
由于燈泡正常發(fā)光時的電流都是0.3A，則根據R= 可知額定電壓3.8V燈泡的阻值大；調節(jié)滑動變阻器的滑片，使兩組電路中小燈泡兩端的電壓均為2.5V時，根據P= 可知額定電壓2.5V的燈泡實際功率大，燈泡的亮度大，所以乙組燈較亮．（5）甲圖、將滑動變阻器接入電路的阻值最大，讀出電壓表的示數U1 ， 并根據歐姆定律求出電路中的電流I，再利用串聯電路電壓的特點求出被測兩端電壓為U﹣U1 ， 由于變阻器的阻值很大，所以U﹣U1接近零，所以該電路無法測量未知電阻的阻值；乙圖、使滑動變阻器接入電路的阻值為零，此時被測電阻兩端電壓等于電源電壓U，并讀出電流表的示數I，則Rx= ，因此該電路可以測量出未知電阻的阻值；丙圖、當開關S撥至1時，讀出電流表的示數為I，然后根據U=IR求出R1兩端電壓，再利用串聯電路電壓的特點和歐姆定律的變形公式即可求出Rx的阻值，即Rx= ﹣R1 ， 因此該電路可以測量出未知電阻的阻值；
丁圖、閉合開關，讀出電壓表的示數為U1 ， 然后根據歐姆定律求出電路中的電流，再利用串聯電路電壓的特點和歐姆定律的變形公式即可求出Rx的阻值，即Rx= = R1 ， 因此該電路可以測量出未知電阻的阻值．所以答案是：（1）見上圖；（2）1.14；（3）合理；（4）電壓表與滑動變阻器并聯；6.3；乙組；（5）甲．