Question

18．王進(jìn)同學(xué)想測定兩個不同燈泡的額定功率，他使用的器材有：6V恒壓電源、量程0～0.6A的電流表、量程0～3V的電壓表、規(guī)格為“8Ω lA”的滑動變阻器、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干．燈泡L₁和L₂的額定電壓分別為3V和4V、電阻都大約是5Ω（設(shè)不同電壓下，電壓表的讀數(shù)都準(zhǔn)確）
（1）王進(jìn)同學(xué)用如圖所示的電路測量燈泡L₁的額定功率．在閉合開關(guān)S之前，應(yīng)把滑動變阻器的阻值調(diào)到最大．閉合開關(guān)S后，向A（填A(yù)、B）端調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表的讀數(shù)等于3V時，記下電流表讀數(shù)的讀數(shù)，即可算出燈泡L₁的額定功率．
（2）若仍用這個電路與器材測量燈泡L₂的額定功率，存在兩個隱患．你能說出是什么隱患嗎？
（3）若再給你一個阻值R=1Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻，你能用原來的部分器材測出燈泡L₂的額定功率嗎？畫出你設(shè)計的電路圖，并簡要說明你的辦法．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)S之前，應(yīng)把滑動變阻器的阻值調(diào)到最大，也就是滑片在B端，所以閉合開關(guān)后，滑片要向A端移動．燈泡電壓到達(dá)額定電壓后，記下額定電流就可計算額定功率；
（2）L₂的額定電壓為4V，而電壓表量程為3V，因此超過電壓表量程，有燒壞電壓表的可能．L₂額定電壓4V時，電阻5Ω，則電流為0.8A，超過了電流表的量程，有可能把電流表燒壞；
（3）針對（2）的隱患對原電路進(jìn)行修改：①電壓表量程不夠：當(dāng)燈L₂兩端的電壓為額定電壓4V時，滑阻分得2V的電壓，因此用電壓表測量滑阻兩端的電壓即可；②電流表量程不夠：將給出的定值電阻與滑阻并聯(lián)，用電流表測滑阻所在支路的電流．

解答 解：（1）閉合開關(guān)S之前，滑動變阻器的滑片調(diào)到B端，阻值最大，閉合開關(guān)后，滑片要向A端移動；
燈泡電壓到達(dá)額定電壓3V時，記下電流表讀數(shù)，即可算出燈泡L₁的額定功率．
（2）當(dāng)L₂正常工作時，L₂兩端的電壓應(yīng)達(dá)到4V，則會超過電壓表的量程，有損壞的危險；
L₂正常工作時，電流為I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{4V}{5Ω}$=0.8A，會超過電流表的量程，有損壞的危險；
（3）如圖連接電路：

調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直到電壓表讀數(shù)為2V時，根據(jù)串聯(lián)分壓可知L₂此時電壓為4V，即到達(dá)額定電壓，這樣解決了電壓表量程小的問題；
這時電流表的讀數(shù)I，通過定值電阻R的電流為I₁=$\frac{2V}{1Ω}$=2A，則L₂的電流為I₂=2A+I，這樣解決了電流表量程小的問題，
所以此時L₂的額定功率P=UI=4V×（2A+I）．
故答案為：（1）A；電流表；（2）當(dāng)燈泡正常工作時，電流表量程太小，有損壞的危險； 當(dāng)燈泡正常工作時，電壓表量程太小，有損壞的危險；（3）答案如上所示．

點評 此題是伏安法測燈泡額定功率的實驗，準(zhǔn)確把握串、并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律對實驗進(jìn)行修改是題目的難點所在．