Question

1．小明在拆裝手電筒時(shí)，發(fā)現(xiàn)手電筒的小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣，但上面的電流值已經(jīng)模糊不清，他想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量該燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率，圖甲為他所連的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路接線有錯(cuò)誤，小雨只做了一處改動(dòng)就閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)?jiān)谒�接錯(cuò)的導(dǎo)線上打上“×”，并改正．
（2）排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小雨移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V、電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)，正常發(fā)光時(shí)的功率為1.14W．
（3）在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，老師又出示了電阻R_x（大約1000Ω），問(wèn)：能否用上述器材測(cè)量該電阻的阻值？同學(xué)們經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)不可行，原因是：R_X電阻的阻值太大，電流太小，電流表無(wú)法精確測(cè)量出電流大�。�
（4）小華同學(xué)在測(cè)量小燈泡的額定功率時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表?yè)p壞，卻多了一個(gè)滑動(dòng)變阻器R₀（最大阻值用R₀表示），他設(shè)計(jì)如圖乙所示的電路，測(cè)出了額定電壓為U₀=3.8V的燈泡的額定功率，請(qǐng)補(bǔ)全下列步驟：
①閉合開(kāi)關(guān)，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₀的滑片到最左端，再調(diào)節(jié)滑片直到電壓表示數(shù)為3.8V（或U₀）時(shí)為止；
②接著將R₀ 的滑片P移到最右端，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為 U；
③小燈泡的額定功率表達(dá)式：P=U₀×$\frac{U{-U}_{0}}{{R}_{0}}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，將變阻器的最大電阻連入電路中；
（2）利用公式P=UI計(jì)算燈泡的額定功率；
（3）在電源電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流隨導(dǎo)體電阻的增大而減小，如果電路電流太小，電流表無(wú)法測(cè)量或測(cè)量誤差太大，據(jù)此分析能否測(cè)待測(cè)電阻阻值；
（4）由電路圖可知，R₀的滑片位于左端時(shí)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使電壓表的示數(shù)為3.8V，然后保持R接入電路中的電阻不變，調(diào)節(jié)R₀的滑片使其接入電路中的電阻最大，電壓表測(cè)燈泡和R₀兩端的電壓之和，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₀兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）為保護(hù)電路，將變阻器的最大電阻接入電路中，選擇接線柱；如下圖．

（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V、電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)，正常發(fā)光時(shí)的功率：
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（3）電流與電阻成反比，電阻越大，電流越小，由于電阻R_X阻值太大，接入電路后，電路電流太小，無(wú)法測(cè)出電流；
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開(kāi)關(guān)，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₀的滑片到最左端，再調(diào)節(jié)滑片，直到電壓表示數(shù)為3.8V（或U₀）時(shí)為止；
②接著調(diào)節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端，讀出這時(shí)電壓表的示數(shù)為U；
③因串聯(lián)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(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流I=$\frac{{U}_{R0}}{{R}_{0}}=\frac{U{-U}_{0}}{{R}_{0}}$，小燈光的額定功率P=U₀I=U₀×$\frac{U{-U}_{0}}{{R}_{0}}$．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）1.14；
（3）R_X電阻的阻值太大，電流太小，電流表無(wú)法精確測(cè)量出電流大��；
（4）①電壓表示數(shù)為3.8V（或U₀）；  ②將R₀ 的滑片P移到最右端；③U₀×$\frac{U{-U}_{0}}{{R}_{0}}$．．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)燈的功率，考查了電路連接、燈泡額定功率的計(jì)算、電流表的使用、及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力實(shí)，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．