Question

【題目】在“測定小燈泡功率”的實驗中,提供的器材有:標有“3.8V”字樣的小燈、“10Ω 1A” 的滑動變阻器、三節(jié)新干電池等。

甲 乙 丙

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整，使閉合開關(guān)時滑動變阻器連入 電路的電阻最大 ________________。

(2)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無示數(shù)。為了查找故障，小明將電壓表拆下，在 開關(guān)閉合狀態(tài)下，分別將電壓表接在電源、滑動變阻器及開關(guān)兩端，結(jié)果只有接在滑動變 阻器兩端時，電壓表無示數(shù)，則肯定出現(xiàn)故障的元件是______。

(3)排除故障后繼續(xù)實驗，當電壓表示數(shù)為 3.8V 時，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈 泡的額定功率______W。

(4)老師告訴小明，電壓表有示數(shù)時內(nèi)部有微弱的電流通過，如果考慮這個微弱電流的影 響，所測小燈泡的電功率將比真實值偏___________（選填“大”或“小”）。

(5)做實驗過程中由于電流表發(fā)生故障，小明向老師要了一個已知阻值為 R0 的定值電阻和 一個單刀雙擲開關(guān)，借助部分現(xiàn)有的實驗器材，設(shè)計了如圖丙所示的實驗電路，同樣測出 了小燈泡的額定功率，請你幫他完成下列實驗步驟:

①連接好實驗電路，閉合開關(guān) S1,將開關(guān) S2 撥到觸點______(選填“1”或“2”)，移動滑 片，使電壓表的示數(shù)為______V。

②保持滑片的位置不動，再將開關(guān) S2 撥到另一觸點，讀出電壓表的示數(shù)為 U；

③小燈泡額定功率的表達式為 P 額=______(用已知量和測量量表示)。

Answer 1

【答案】見解析； 開關(guān) 1.444； 大； 2； 3.8

【解析】

（1）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表所選用的量程，電流表選用小量程，并注意變阻器接線柱與電壓接線柱的接法；

（2）電流表在干路上，無示數(shù)，說明電路故障為斷路；如果電壓有示數(shù)，說明與電壓表串聯(lián)的元件是完好的；如果無示數(shù)，說明與電壓表串聯(lián)的元件有2路，或與電壓表并聯(lián)的元件短路或電路中無電源，據(jù)此判斷故障所在；

（3）認清電流表的分度值讀數(shù)，由計算燈的額定功率；

（4）根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，根據(jù)確定測量值與真實值的大小；

（5）在沒有電流表的情況下，利用定值電阻R0和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，移動滑動變阻器的滑片，使燈泡兩端的電壓等于3.8V，使燈正常發(fā)光；保持滑片的位置不動，再通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換使電壓表測出燈與定值電阻R0的電壓U；在前后兩次開關(guān)轉(zhuǎn)換的過程中，電路的連接關(guān)系沒有改變，各用電器分得的電壓保持不變，此時燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可求出此時定值R0的電壓，由歐姆定律求出通過定值電阻R0的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，即燈正常發(fā)光時的電流大小，根據(jù)寫出小燈泡額定功率的表達式。

（1）由題可知，小燈泡的額定電壓3.8V＞3V，由圖丙知，電流表選用小量程；要使閉合開關(guān)時滑動變阻器連入電路的電阻最大，滑片以右部分的電阻絲連入電路，如下圖所示；

（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無示數(shù)，則此電路為斷路；在開關(guān)閉合狀態(tài)下，將電壓表接在電源兩端時，電壓表有示數(shù)，說明電源、電壓表是完好的；電壓表接在開關(guān)兩端時有示數(shù)，說明開關(guān)以外的電路是通路，而開關(guān)是斷開的，所以，肯定出現(xiàn)故障的元件是開關(guān)（電壓表接在滑動變阻器兩端，因無電源，沒有示數(shù)）；

（3）電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.38A，小燈泡的額定功率：；

（4）因電壓表與燈并聯(lián)，電壓表測量的燈的電壓是準確的，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，電流表的示數(shù)大于實驗通過的燈的電流，根據(jù)P=UI，所測小燈泡的額定功率偏大；

（5）①連接好實驗電路，閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V。

②保持滑片的位置不動，再將開關(guān)S2撥到另一觸點，讀出電壓表的示數(shù)為U；

③根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時定值電阻R0兩端的電壓：，通過燈泡的電流：，則小燈泡額定功率：。

故答案為：（1）見上圖；（2）開關(guān)；（3）1.444；（4）大；（5）2；3.8；。