Question

13．在測定額定電壓為3.8V的小燈泡（電阻大約為10Ω）額定功率的實驗中，選擇了如圖甲所示的器材，其中電源電壓為10V且保持不變，滑動變阻器有R₁（5Ω  1A）、R₂（50Ω  0.5A）兩種規(guī)格可選．

（1）請將實物電路連接完整；在連接電路時，開關(guān)必須斷開（要求：滑動變阻器的滑片向A端移動時小燈泡變亮）．
（2）為保證實驗順利進行，應(yīng)該選擇滑動阻器R₂（填“R₁”或“R₂”）連入電路，說明此判斷的依據(jù)．燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器的阻值為16Ω
（3）小紅在實驗時，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V，則小燈泡的實際功率小于額定功率（填“大于”、“小于”或“等于”）；在此基礎(chǔ)上，為了能測量小燈泡的額定功率，接下來小明的操作是向A端移動滑動變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V；小燈泡正常發(fā)光時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為1.52W．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關(guān)要斷開；根據(jù)燈泡的額定電壓和燈泡電阻的大約值求出燈泡額定電流的大約值，且與燈泡串聯(lián)；滑動變阻器的滑片向A移動時小燈泡變亮，說明滑片向A移動，滑動變阻器接入電路的阻值減小．
（2）由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的阻值，然后根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器；
（3）燈泡在額定電壓下的功率等于額定功率，燈泡電壓小于額定電壓，其功率小于額定功率；為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)移動滑動變阻器滑片使滑動變阻器接入電路的阻值減小，使燈泡電壓變大，根據(jù)滑動變阻器的接法判斷滑片的移動方向；當(dāng)燈泡電壓等于額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；由電功率公式P=UI可以求出燈泡電功率．

解答 解：（1）連接電路時，開關(guān)要斷開；燈泡的額定電流約為I=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A＜0.6A，所以電流表的量程為0～0.6A，且與燈泡串聯(lián)；電壓表的量程為0-15V；滑動變阻器的滑片向A端移動時小燈泡變亮，則滑動變阻器的A接線柱與燈泡的右接線柱相連；如下圖所示：
；
（2）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓：U_滑=U-UL=10V-3.8V=6.2V，
由I=$\frac{U}{R}$得：滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6.2V}{0.38A}$≈16Ω＞5Ω，滑動變阻器應(yīng)選R₂．
（3）電壓表示數(shù)2V小于燈泡額定電壓3.8V，由電功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知燈泡實際功率小于燈泡額定功率；
由電路圖可知，應(yīng)向A移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端的電壓變大，當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V時，燈泡正常發(fā)光，
電流表的示數(shù)為0.4A；燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
故答案為：（1）斷開；如圖；（2）R₂；燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器的阻值為16Ω；（3）小于；向A端移動滑動變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V；1.52．

點評 本題考查了實驗注意事項、連接實物電路圖、滑動變阻器的選擇、實驗數(shù)據(jù)處理、滑動變阻器的作用等，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握；連接實物電路圖時，要注意電表量程的選擇，注意題目要求．