Question

18．圖甲是測(cè)量標(biāo)有“3.8V”字樣的小燈泡額定功率的電路圖
（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到最左端
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為3.8V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，是0.3A，由此可得，小燈泡的、額定功率為1.14W．
（3）在實(shí)驗(yàn)中，小明把電流表與電壓表的位置互換，閉合開關(guān)后造成D（選填選項(xiàng)前的字母）
A．電流表被燒壞   B、電壓表被燒壞   C、小燈泡被燒壞   D、小燈泡不亮
（4）小強(qiáng)的電流表損壞了，老師告訴他已經(jīng)沒有電流表可換，而給了他一個(gè)已知阻值為R的定值電阻和若干個(gè)開關(guān)，小強(qiáng)重新設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，在不改變?cè)撾娐愤B接的情況下，也能正確測(cè)出小燈泡的額定功率
正確連接電路后，接下來的實(shí)驗(yàn)步驟是：
①閉合開關(guān)S、S₁，斷開S₂，移動(dòng)滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8V
②保持滑片位置不動(dòng)，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S，S₂，記下電壓表的示數(shù)為U₂
③得出小燈泡的額定功率的表達(dá)式P=3.8V×$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$

Answer 1

分析 （1）為防止因電路連接錯(cuò)誤發(fā)生短路，電路中的電流過大燒壞電路元件，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，滑動(dòng)變阻器應(yīng)將滑片滑到最大值處；
（2）當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（3）此題根據(jù)電流表和電壓表的阻值特點(diǎn)進(jìn)行分析，電流表的阻值很小，并聯(lián)時(shí)相當(dāng)于短路，電壓表的阻值很大，串聯(lián)時(shí)相當(dāng)于斷路；
（4）要測(cè)量小燈泡的電阻，需測(cè)量出小燈泡的電壓和電流，由圖知，根據(jù)定值電阻兩端的電壓和電阻能計(jì)算出電路中的電流，通過開關(guān)的變化測(cè)出燈泡兩端的電壓，得出小燈泡的電功率的表達(dá)式．

解答 解：
（1）為保護(hù)電路安全，在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．閉合開關(guān)前滑片移到左端；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，則燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（3）把電流表與電壓表的位置互換后，電壓表串聯(lián)在電路中，由于電阻很大，相當(dāng)于斷路，所以即使將電流表與燈泡并聯(lián)，電路中的電流也是很弱的，電流表無示數(shù)，燈泡不發(fā)光，電壓表示數(shù)為電源電壓，根據(jù)小燈泡的額定電壓，電壓表應(yīng)選擇0～15V量程，所以電壓表不會(huì)被燒壞．故選D．
（4）連好電路后，可先閉合開關(guān)S、S₁，斷開S₂，此時(shí)電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓，移動(dòng)滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8V；
保持滑片位置不動(dòng)，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S、S₂，此時(shí)電壓表測(cè)量燈泡和電阻兩端的總電壓，記下電壓表的示數(shù)U₂
則定值電阻兩端的電壓U=U₁-U₂；所以I=$\frac{U}{R}$=$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$；
所以P=3.8V×I=3.8V×$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$．
故答案為：（1）斷開；左；
（2）0.3；1.14；
（3）D；
（4）①閉合開關(guān)S、S₁，斷開S₂，移動(dòng)滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8V；
③3.8V×$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，考查了連接電路過程中需注意的問題，電流表的讀數(shù)及功率的計(jì)算，同時(shí)考查了在沒有電流表時(shí)測(cè)量電功率的方法．