Question

在一次實驗活動比賽中，老師給定了以下器材：一個輸出電壓為9V的穩壓電源、一只電壓表、一個電阻箱R¹、一個最大值為40Ω的滑動變阻器R、兩只開關以及導線若干，要求測定一只額定電壓為6V的小燈泡L正常工作時的電阻和額定功率．聰明的李明設計了如圖甲所示的電路圖，順利完成了實驗．

（1）請根據圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導線將圖乙圖中電壓表正確接入實物電路中．
（2）李明在實驗時，電路正確連接后，只閉合開關S₁，發現小燈泡不亮，電壓表示數較小，其原因是：

 

．
（3）經過調整操作后，使電壓表示數等于6V后，保持滑動變阻器R的滑片P位置不動，斷開開關S₁，再閉合開關S₂，調整電阻箱R¹接入電路的阻值，使電壓表的示數再次等于6V，此時電阻箱的示數如圖24丙所示，則電阻箱接入電路的阻值為

 

Ω，由此可知小燈泡的電阻為

 

Ω．小燈泡電阻的得出是運用了物理研究中的

 

（填“控制變量法”或“等效替代法”）．
（4）根據以上獲得的實驗數據可知小燈泡的額定功率為

 

W．

Answer 1

分析：（1）先確定電壓表的量程，然后根據電路圖將電壓表并聯在電路中．
（2）如果流過燈泡的電流很小，燈泡實際功率很小，燈泡不發光．
（3）按電阻箱的讀數方法讀出電阻箱的阻值，即小燈泡的電阻；本實驗應用了等效替代法測電阻，由于實驗中電阻箱與待測電壓表兩端電壓相等，流過它們的電流相等，由歐姆定律可知，燈泡的電阻與電阻箱的阻值相等．
（4）根據電功率公式求出燈泡額定功率．

解答：解：（1）電壓表測量燈泡兩端電壓，并且燈泡的額定電壓為6V，電壓表選擇0～15V的量程，把電壓表并聯在燈泡兩端，電路圖如圖所示．

（2）合開關S₁，電壓表測燈泡兩端電壓，電壓表示數較小，說明燈泡兩端電壓很小，燈泡實際功率很小，不足以引起燈泡發光，所以燈泡不發光．
（3）由圖丙所示電阻箱可知，電阻箱阻值為：0×100Ω+0×10Ω+8×1Ω+0×0.1Ω=8Ω；
由于實驗中電阻箱與燈泡兩端電壓U相等，流過它們的電流I相等，由R=

U

I

可知知：電阻箱阻值與燈泡的電阻相等，所以本實驗用等效替代法測燈泡的阻值．
（4）燈泡的額定功率：P=

U2

R

=

(6V)2

8Ω

=4.5W．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）電路中電流太小，燈泡的實際功率太小，達不到發光功率；（3）8；8；等效替代法；（4）4.5．

點評：本實驗主要考查了連接實物電路圖、電阻箱讀數、歐姆定律和電功率公式的應用，難度較大，是一道難題；本實驗應了等效替代法，要注意體會、應用，這是本題解題的關鍵．