Question

4．小明做“測定小燈泡的額定功率“實驗時，已知燈泡的額定電壓是3.8V，電源電壓6V恒定不變，燈絲電阻大于10Ω，滑動變阻器上標有“l0Ω lA”，字樣．

（1）連接的不完整的實物電路如圖甲所示．請你用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接．
（2）連好電路后，閉合開關，當電壓表的示數為4V時，電流表的示數為0.35A，燈泡的實際功率為1.4W．調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為3.8V時，電流表的指針位置如圖乙所示．此時電流表的示數為0.34A，小燈泡的額定功率為1.292W．
（3）兩次數據中電壓表與電流表示數比值不同的原因是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．

實驗次數	1	2	3
電壓U/（V）	2	2.4	2.8
電流I/（A）	0.2	0.18	0.16

拓展：小明又利用上述實驗器材測量一個定值電阻的阻值．用定值電阻替換小燈泡，將變阻器阻值調至最大處，閉合開關，發現電壓表示數大于3V，由此可知此電阻值大于10Ω．在實驗中電壓表大量程突然損壞，小明用現有器材重新設計并連接電路后，使用電壓表小量程測得數據如表所示，分析數據可知待測電阻值為20Ω．

Answer 1

分析 （1）根據燈的額定電壓確定電壓表選用的量程與燈并聯；
（2）根據P=UI求燈的功率；由圖乙電流表小量程讀數，根據P=UI求燈的額定功率；
（3）由歐姆定律，結合因燈絲的電隨溫度的升高而變大分析；
拓展：
由串聯電阻電壓的規律，變阻器分得的小于3V，根據分壓原理得出與電壓表并聯的定值電阻與R_滑=10Ω大小的關系；
因變阻器分得電壓小于3V，在電壓表大量程損壞的情況下，可將電壓表并聯在變阻器的兩端，由串聯電路的規律和歐姆定律，根據表中數據求定值電阻，為提高測量的準確度，取平均值作為最后結果．

解答 解：（1）燈的額定電壓為3.8V，故電壓表選用大量程與燈并聯，如下所示：

（2）當電壓表的示數為4V時，電流表的示數為0.35A，燈泡的實際功率為：
P_實=U_實I_實=4V×0.35A=1.4W；
調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為3.8V時，電流表的指針位置如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，此時電流表的示數為0.34A，小燈泡的額定功率為：
P=UI=3.8V×0.34A=1.292W．
（3）由歐姆定律，電壓表與電流表示數比值即為燈的電阻大小，因燈絲的電隨溫度的升高而變大，故兩次數據中電壓表與電流表示數比值不同；
拓展：
將變阻器阻值調至最大處即R_滑=10Ω，閉合開關，發現電壓表示數大于3V，因電源電壓為6V，由串聯電阻電壓的規律，變阻器分得的小于3V，根據分壓原理，與電壓表并聯的定值電阻大于R_滑=10Ω；
因變阻器分得電壓小于3V，在電壓表大量程損壞的情況下，可將電壓表并聯在變阻器的兩端，由串聯電路的規律和歐姆定律，定值電阻：
R₁=$\frac{U-{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V-2V}{0.2A}$=20Ω，
R₂=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-2.4V}{0.18A}$=20Ω，
R₃=$\frac{U-{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{6V-2.8V}{0.16A}$=20Ω，
為提高測量的準確度，取平均值作為最后結果，可知待測電阻值為20Ω．
故答案為：
（1）如上所示； 
 （2）1.4；  0.34；  1.292；
（3）燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
拓展：10；  20．

點評 本題測定小燈泡的額定功率，考查電路的連接、電流表讀數、功率的計算、影響電阻大小的因素及設計實驗方案的能力．