Question

10．甲、乙兩同學(xué)分別做“測定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)，除了小燈泡外，他們所使用的其他器材規(guī)格均相同，小燈泡的額定電壓可能是“2.2V”、“2.5V”或“3.8V”，電源電壓為4.5V．
（1）根據(jù)圖甲所示的圖，請(qǐng)你幫甲同學(xué)完成圖乙實(shí)物圖的連接．連接電路時(shí)開關(guān)要斷開；在閉合開關(guān)之前，要把滑片P移到滑動(dòng)變阻器的M端．（填M或N）
（2）甲同學(xué)閉合開關(guān)時(shí)記錄了第一組數(shù)據(jù)；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)記錄了第二組數(shù)據(jù)．他不小心將滑動(dòng)變阻器的滑片移到右端時(shí)，小燈泡閃了一下就熄滅，燈絲燒了，記錄了第三組數(shù)據(jù)，如表所示．表中漏填的電壓表示數(shù)為4.5V，滑動(dòng)變阻器的最大電阻為20Ω．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	小燈泡的亮暗程度
1	1.3	0.16	暗
2	3.8	0.42	正常發(fā)光
3		0	不發(fā)光

（3）乙同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，不慎把電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端，并更換電壓表量程．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)滑片P恰好滑至滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)時(shí)，他選用的小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電壓表示數(shù)如圖丙所示，他所遠(yuǎn)用小燈泡的額定功率為0.5W．

Answer 1

分析 （1）電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，根據(jù)小燈泡的額定電壓選用量程；滑動(dòng)變阻器的滑片滑倒電阻最大位置；
（2）甲連接好電路，閉合開關(guān)，滑動(dòng)變阻器滑片在最大阻值處，得到第一組數(shù)據(jù)，求出滑動(dòng)變阻器電壓，求出滑動(dòng)變阻器最大電阻．
減小滑動(dòng)變阻器電阻，燈泡正常工作，得到第二組數(shù)據(jù)．
繼續(xù)移動(dòng)滑片，電路電流增大，燈泡電壓增大，超過燈泡的額定電壓時(shí)，燒斷燈絲，電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓．
（3）甲乙使用的器材除燈泡外其它都相同，利用甲的第一次實(shí)驗(yàn)求得滑動(dòng)變阻器的最大阻值，求得滑片中點(diǎn)時(shí)接入電路的電阻．
電壓表的讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少．
求得滑動(dòng)變阻器電流即燈泡電流．
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，求出燈泡的電壓，根據(jù)P=UI計(jì)算功率．

解答 解：（1）電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，因?yàn)闊襞莸淖畲箢~定電壓為3.8V，所以選用0～15V量程，如下圖：

在閉合開關(guān)之前，要把滑片P移到滑動(dòng)變阻器的最大阻值處，下面接的是右端接線柱，所以滑片滑倒左端時(shí)電阻最大，即M端；
（2）閉合開關(guān)后，滑片處于最大阻值處，向右移動(dòng)滑片，電路電阻減小，電流增大，燈泡兩端電壓增大，當(dāng)燈泡兩端電壓超過燈泡的額定電壓時(shí)，燈泡被燒壞．
電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓，電壓表示數(shù)為4.5V．
連接好電路，滑片處于最大阻值處，閉合開關(guān)得到第一組數(shù)據(jù)，
滑動(dòng)變阻器電壓為：U₁=U_總-U_L=4.5V-1.3V=3.2V，
滑動(dòng)變阻器最大阻值為：R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{3.2V}{0.16A}$=20Ω．
（3）乙實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，甲乙使用的滑動(dòng)變阻器相同，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：R'=$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω，
電壓表更換量程，使用0～3V量程，每一個(gè)大格代表1V，每一個(gè)小格代表0.1V，電壓為2V，
根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，所以燈泡電流為：I_L=I′=$\frac{U′}{R′}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A．
燈泡的額定電壓為：U=U_總-U₂=4.5V-2V=2.5V，
燈泡的額定功率：P=UI_L=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）如圖；M；（2）4.5；20；（3）0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題的很多已知條件都不是直白的，而是隱含在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，需認(rèn)真挖掘．通過燈泡兩端電壓超過燈泡額定電壓時(shí)，燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中測量電源電壓，獲得電壓表示數(shù)．通過閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片處于最大阻值處求得滑動(dòng)變阻器最大電阻．通過甲乙使用的器材相同，求得乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電流，即燈泡正常工作時(shí)的電流．