Question

【題目】有一個額定電壓為3.8V的小燈泡，電阻大約為10Ω，小明想利用如圖甲測定這個小燈泡的額定功率。

（1）在測量L1額定功率的實驗中，小明連接了如圖甲所示的電路，電源電壓為6V且保持不變。

①圖甲中用筆畫線代替導線將圖甲實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向右移動時小燈泡逐漸變亮，連線不得交叉）；_____

②在連接電路時，有RA（5Ω，1A）、RB（10Ω，0.5A）和RC（10Ω，0.2A）三個滑動變阻器可供選擇，則應該選擇變阻器____（填“RA”、“ RB”或“RC”）連入電路，才能保證實驗順利進行。

③在實驗中，若電壓表示數為2V，為了能測量L1的額定功率，必須將滑動變阻器的滑片P向_____（填“A”或“B”）端移動，當電壓表的示數為3.8V時，小燈泡L1正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則小燈泡L1的額定功率為____W。

④另一小組在連接好電路后，閉合開關，在移動滑動變阻器滑片P的過程中發現：燈泡變亮時電壓表示數變小；燈泡變暗時，電壓表示數變大。經檢查所用器材完好，出現這種現象的原因可能是___。

（2）已知L2的額定電流為I額，老師設計了如圖丙所示的電路，也能測出燈泡L2的額定功率。老師請小明按照如下實驗方案嘗試：（電源電壓不變，滑動變阻器R1的最大阻值為R0）

①只閉合開關S和S2，移動R1滑片，使電流表的示數為I額。

②只閉合開關S和S1，保持R1滑片位置不動，移動R2滑片，使電流表的示數為_______。保持變阻器R2的滑片位置不動，將另一個滑動變阻器滑片移到最左端，電流表的示數為I1，再將此滑動變阻器的滑片移到最右端，電流表的示數為I2；則小燈泡額定功率的表達式P額=______。（用I額、I1、I2、R0中的字母表示）

Answer 1

【答案】 RB B 1.14 電壓表與滑動變阻器并聯了 I額

【解析】

(1)①[1]滑片向右移動時小燈泡逐漸變亮，即電流變大電阻變小，故變阻器右下接線柱連入電路中與燈串聯，電流表與燈串聯，電壓表與燈并聯，如下所示：

；

②[2]額定電壓為3.8V的小燈泡，電阻大約為10Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：

，

根據串聯電路的規律及歐姆定律，燈正常發光時變阻器連入的電阻約為：

，

考慮到電流因素及操作的方便，則應該選擇變阻器RB連入電路，才能保證實驗順利進行；

③[3]燈在額定電壓下正常發光，圖中電壓選用小量程，示數為2V小于燈的額定電壓3.8V，應增大燈的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向B移動，直到電壓表示數為額定電壓；

[4]當電壓表的示數為3.8V時，小燈泡L1正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.3A，則小燈泡L1的額定功率為：

；

④[5]燈與變阻器串聯，當電路的電流變大時，燈的電壓變大，由，燈的功率變大，燈變亮；由串聯電路電壓的規律，變阻器的電壓變小，故出現這種現象的原因可能是電壓表與滑動變阻器并聯了；

(2)②[6]只閉合開關S和S1，保持R1滑片位置不動，移動R2滑片，使電流表的示數為I額；

[7]保持變阻器R2的滑片位置不動，將另一個滑動變阻器滑片移到最左端，電流表的示數為I1，再將此滑動變阻器的滑片移到最右端，電流表的示數為I2；

在①中，R1與燈串聯，燈正常發光，在②中，R1與R2串聯，因為電路中電流仍為I額，所以R2=RL；保持R2滑片位置不動，將另一個滑動變阻器（R1）滑片移到最左端，電流表的示數為I1，再將此滑動變阻器（R1）的滑片移到最右端，電流表的示數為I2；由串聯電路特點和歐姆定律可得：

，

解得：

，

小燈泡額定功率的表達式為：

。