Question

大山同學在探究“測定小燈泡的額定功率”的實驗中，所用電源電壓為6V保持不 變，滑動變阻器上標有“20Ω 2A”的字樣，燈泡上標的字樣模糊，但額定電壓可能是2.2V或3.8V．他按如圖1所示的電路圖連接電路進行實驗．
（1）連接電路時，開關S應是______的；閉合開關前，變阻器的滑片P應移至______端．
（2）實驗時，進行試觸，觀察到電流表的示數如圖2所示，出現這個現象的原因是______；正確連接電流表后，調節滑片P的位置，觀察小燈泡的發光情況，當他認為小燈泡接近正常發光時，觀察到電壓表的示數如圖3所示，出現這個現象的原因是______．
（3）該同學經過思考分析后重新進行實驗，使小燈泡正常發光，此時滑片P的位置恰好在滑動變阻器的中點上，則小燈泡的額定功率是______W．
（4）要使小燈泡暗一些，應使滑片P向______端移動（填“A”或“B”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）在連接電路中，開關應斷開，在閉合開關前，滑片應移至最大阻值處；
（2）使用電流表測量電路電流時，必須使電流從電流表“+”接線柱流入，從“-”接線柱流出，否則指針會向左偏轉；使用電壓表時，應選擇合適的量程，如量程太小，指針偏轉角度太大，可能轉到最右端沒有刻度的位置；
（3）電壓表只有0～3V和0～15V兩個量程，由上知，當燈泡接近正常發光時，電壓表示數達到最大，說明燈泡的額定電壓為3.8V；已知燈泡額定電壓和電源電壓，可以得到滑動變阻器兩端電壓，已知滑動變阻器兩端電壓和接入電路的阻值，可以得到電路電流；已知電路電流和燈泡額定電壓，利用公式P=UI得到額定功率；
（4）燈泡亮度決定于燈泡的實際功率，要使燈泡暗一些，應該使兩端電壓降低，在電源電壓一定時，電路電阻增大．
解答：解：
（1）連接電路時，為保護電路，開關S應當處于斷開狀態；在閉合開關前，滑片應移至B端，使其接入電路阻值最大；
（2）試觸時，發現電流表的指針偏轉到了0刻度線的左側，原因是電流表“+”“-”接線柱接反了；測量過程中，電壓表的指針偏到最右側，原因是電壓表選擇的量程太小；
（3）當燈泡正常發光時，兩端電壓為U_額=3.8V，
滑動變阻器兩端電壓為U_P=U-U_額=6V-3.8V=2.2V，
電路電流為I===0.22A，
燈泡額定功率為P_額=U_額I=3.8V×0.22A=0.836W；
（4）要使燈泡暗一些，需要降低燈泡兩端電壓，電源電壓一定，所以滑動變阻器兩端電壓增大，因為串聯電路用電器兩端電壓與其阻值成正比，所以滑動變阻器的滑片要向B端移動．
故答案為：
（1）斷開；B；
（2）電流表“+”“-”接線柱接反；電壓表所選量程太小；
（3）0.836；
（4）B．
點評：此題考查了測量燈泡功率電路的連接、電流表、電壓表指針的非正常偏轉和燈泡額定電壓的確定、額定功率的計算以及燈泡亮度的調節，其中根據電壓表指針偏轉角度得到燈泡額定電壓是分析后面問題的突破口，有一定的難度．