Question

小王同學(xué)在“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，所用電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，小燈標(biāo)有“0.3A”字樣，估計(jì)小燈的額定功率在1瓦以上．他連接好電路，閉合電鍵進(jìn)行試接觸，觀察電壓表和電流表的示數(shù)，觀察到的現(xiàn)象如圖（a）、（b）所示．此時(shí)，他應(yīng)立即斷開電鍵，并進(jìn)行以下的操作：（1）______；（2）______．

該同學(xué)在經(jīng)過思考、分析后，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖（c）所示，變阻器的滑片恰好在中點(diǎn)上（即它接入電路的電阻為10歐）．小燈的額定功率為______瓦，所用的電源電壓為______伏．

Answer 1

解：（1）由圖a知，電壓表的指針反轉(zhuǎn)，說明其正負(fù)接線柱接反了，應(yīng)將接正負(fù)接線柱的導(dǎo)線交換；
（2）由b知，電流表的指針偏轉(zhuǎn)較小，說明電流表的量程選擇太大了，應(yīng)選擇0～0.6A的量程，將接“3”的導(dǎo)線改接“0.6”接線柱；
（3）小燈標(biāo)有“0.3A”字樣，表示小燈泡的額定電流是0.3A，當(dāng)通過電流為0.3A時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；
估計(jì)小燈的額定功率在1瓦以上，因此小燈泡額定電壓的估計(jì)值為U===3.3V，
∴電壓表的量程應(yīng)選擇0～15V，分度值為0.5V，由圖c知，電壓表的示數(shù)為4.5V；
因此額定功率P=U_額I_額=4.5V×0.3A=1.35W；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值為10Ω，∴滑動(dòng)變阻器兩端電壓U₂=IR₂=0.3A×10Ω=3V，
電源電壓U=4.5V+3V=7.5V．
故答案為：（1）將接正負(fù)接線柱的導(dǎo)線交換；（2）將接“3”的導(dǎo)線改接“0.6”接線柱；1.35；7.5．
分析：（1）在使用電流表和電壓表時(shí)，注意正負(fù)接線柱的接法和量程的選擇，若正負(fù)接線柱接反，則指針會(huì)反轉(zhuǎn)；
若量程選擇太大，則指針偏轉(zhuǎn)角度太小，讀數(shù)誤差大，若選擇太小，則指針會(huì)滿偏，將指針打彎或燒壞電表；
（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過的電流為額定電流，其兩端的電壓為額定電壓；
根據(jù)小燈泡的額定電流和額定功率的估計(jì)值，算出小燈泡額定電壓的大約值，確定電壓表選擇的量程，從而讀出電壓表的示數(shù)；
（3）根據(jù)額定功率的計(jì)算公式P=U_額I_額計(jì)算出小燈泡的額定功率；
（4）小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，根據(jù)電流中的電流和滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值就可以利用U=IR計(jì)算出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，小燈泡的電壓與滑動(dòng)變阻器的電壓之和就是電源電壓．
點(diǎn)評：此題考查了電流表和電壓表的使用及電功率的測量，本題學(xué)生一般容易出錯(cuò)，電壓表量程的確定是個(gè)難點(diǎn)，在類似的實(shí)驗(yàn)題目中，不直接告訴我們選擇的量程，要根據(jù)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析，考查了學(xué)生知識的綜合運(yùn)用和分析的能力．