Question

4．小王做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電源（電源電壓保持不變）、待測(cè)小燈、電流表、滑動(dòng)變阻器、電建及導(dǎo)線若干，其中待測(cè)小燈上所標(biāo)“3.8V”字樣清晰可見(jiàn)，額定功率小于1瓦．圖是沒(méi)有連接完整的實(shí)物電路．
（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖中正確連接．（用2B鉛筆在答題紙的相應(yīng)位置作圖）
（2）連好電路閉合電鍵前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P置于A端．（選填“A”或“B”）
（3）他實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表V的示數(shù)從2.0V逐漸變大，但無(wú)法根據(jù)電壓表V的讀數(shù)精確確定小燈是否正常發(fā)光．經(jīng)思考后，他斷開(kāi)電鍵，將電壓表V重新連接，并按規(guī)范將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大端后閉合電鍵，移動(dòng)滑片P，此時(shí)電壓表V的示數(shù)從4.0V逐漸變小．小燈正常發(fā)光時(shí)，他記下了此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)．
①請(qǐng)寫(xiě)出小王將電壓表V接在電路中的位置．電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端
②如果將小王所記錄的小燈正常發(fā)光時(shí)的電壓表和電流表的示數(shù)相乘，得到的電功率為0.484W．請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息計(jì)算出小燈的額定功率．（需寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)量電功率，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表與小燈泡并聯(lián)，注意量程的選擇、正負(fù)接線柱的連接；
（2）為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移到最大阻值處；
（2）電流表V測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端電壓，示數(shù)為2.5V時(shí)，電流為0.25A，可求變阻器連入電路的阻值，進(jìn)而可求最大阻值；
求出電壓表V′示數(shù)（燈泡兩端電壓）為2.0V時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓，可計(jì)算電壓電壓；
利用歐姆定律和電源電壓不變的特點(diǎn)列出等式求出燈泡的額定電壓值，最后利用P=UI求功率．

解答 解：（1）伏安法測(cè)量電功率，電流表串聯(lián)在電路中，測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流，電壓表與小燈泡并聯(lián)，測(cè)量小燈泡兩端的電壓，由題意知，小燈泡的額定電壓為3.8V，則電壓表應(yīng)選擇0～15V量程，實(shí)物圖連接如下：

（2）為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移到最大阻值處，即滑片P移至最左端A處；
（3）①在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)小燈與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值減小，電路中的總電阻變小，電源電壓不變，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，因燈泡的阻值基本不變，根據(jù)U=IR可知：燈泡兩端的電壓會(huì)變大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：滑動(dòng)變阻器兩端的電壓會(huì)減小，所以電壓表V的示數(shù)逐漸變小，表明電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端；
②電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，小燈正常發(fā)光時(shí)的電壓表和電流表的示數(shù)相乘，即為滑動(dòng)變阻器的電功率；
由圖可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，電路中的電流I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.484W}{2.2V}$=0.22A；
此時(shí)小燈泡正常發(fā)光，小燈泡的額定功率功率P_L=U_LI=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）A；（3）電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端；（4）0.836W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物電路圖的連接、滑動(dòng)變阻器的使用、電表位置的分析及電功率的計(jì)算，解題的關(guān)鍵是掌握并能熟練應(yīng)用串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電功率的計(jì)算公式來(lái)分析實(shí)驗(yàn)，在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中要注意多觀察、多思考．