Question

11．如圖所示，是“測(cè)量小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)，燈泡上標(biāo)的“3.8V”字樣，電源電壓恒定．

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整．
（2）開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，在移動(dòng)變阻器滑片的過(guò)程中，眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)，直至燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率為1.52W．
（3）在完成上述試驗(yàn)后，小明向老師要了一個(gè)已知阻值為R₀的電阻和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，借助部分現(xiàn)有的器材，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，也測(cè)出了燈泡的額定功率．請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟；
①閉合開(kāi)關(guān)S₁，將S₂拔到觸點(diǎn)2（填“1”或“2”），移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V．
②再將開(kāi)關(guān)S₂拔倒觸點(diǎn)1（填“1”或“2”）保存滑片的位置不動(dòng)，讀出電壓表示數(shù)為U．
③燈泡的額定功率的表達(dá)式為P_額=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和測(cè)量量表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡的額定電壓選擇電壓表的量程，電壓表與小燈泡并聯(lián)；
（2）根據(jù)電流表選擇的量程和分度值讀出電流的大小，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率
（3）由圖丙可知，沒(méi)有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于3.8V，
然后測(cè)出此時(shí)定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定電功率．

解答 解：（1）因?yàn)樾�燈泡的額定電壓為3.8V＞3V，所以電壓表選擇0～15V量程，
故將電壓表的“15”接線(xiàn)柱與燈泡的右接線(xiàn)柱連接，如圖所示：

（2）由圖乙可知，電流表選擇的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，
則小燈泡額定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（3）①連接好實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān)S₁，將開(kāi)關(guān)S₂撥到觸點(diǎn)2，移動(dòng)滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V；
②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，S₂接1，讀出電壓表示數(shù)U，電壓表測(cè)量燈泡和R₀的總電壓；
③此時(shí)定值電阻R₀兩端的電壓：U₀=U-U_額=U-3.8V，
通過(guò)燈泡的電流：I_額=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$，
則小燈泡額定功率：P_額=U_額I_額=3.8V×=$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；
（2）1.52；
（3）①2；3.8；②1；③$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物電路的連接、求燈泡功率、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，最后一問(wèn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是本題的難點(diǎn)，知道實(shí)驗(yàn)原理、應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題．