Question

如圖甲所示是“測量小燈泡的電功率”的電路圖，圖乙是實物連接圖．其中電源是兩節(jié)新干電池，小燈泡的額定電流為0.3A，滑動變阻器上標有“10Ω lA”．

（1）圖乙已連接了部分電路，請用筆畫線代替導線按照電路圖將未連接的電路連接完整；
（2）小明同學連接好電路后，閉合開關時發(fā)現燈光特別亮，這表明他在閉合開關前沒有

將滑動變阻器的滑片滑到最大阻值處

；
（3）調節(jié)滑片P使電流表的示數為0.3A，此時電壓表的示數如圖丙所示，則該燈泡的額定功率為

0.75

w．若要增大小燈泡的電功率，則滑片P應向

A

（A/B）移動；
（4）有一位同學沒有用電壓表，但多用了一個開關，其他器材與上述相同，也測出了小燈泡的額定功率．請在下面方框內畫出他設計的電路圖，寫出實驗步驟及額定功率的表達式．實驗步驟：

①只閉合開關S₁，移動滑片P，使電流表的示數為0.3A；
②滑片P位置不變，再閉合開關S₂，讀出電流表的示數為I．

，額定功率的表達式：P_額=

P_額=0.9W×（1-

0.3A

I

）

．

Answer 1

分析：（1）電壓表與燈泡并聯，根據電源電壓來確定電壓表的量程；
（2）為保護電路，在閉合開關前，應將滑片移至最大阻值處；
（3）確定電壓表的量程和分度值，讀出電壓值，根據P=UI計算出燈泡的電功率；要增大小燈泡的電功率，經減小滑動變阻器的阻值；
（4）電源電壓已知，若測出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器的阻值，便可計算出燈泡正常發(fā)光時的電壓，從而可以根據P=UI計算出燈泡的額定功率；

解答：解：（1）電壓表與燈泡并聯，因為電源由2節(jié)干電池組成，所以應選擇0～3V的量程，如圖所示：
；
（2）連接好電路后，閉合開關時發(fā)現燈光特別亮，說明電路中的總電阻很小，未將滑動變阻器的滑片滑到最大阻值處；
（3）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，由圖丙知，電壓表的示數為2.5V，所以P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
若要增大小燈泡的電功率，應減小滑動變阻器的阻值，將滑片向左端或A端移動；
（4）要測量燈泡的額定功率，需調節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數為0.3A，此時再測出燈泡兩端的電壓便可，因為沒有電壓表，可用開關將燈泡短路掉，測出此時滑動變阻器的電流I，則R_滑=

U

I

=

3V

I

，則U_滑=0.3A×R_滑=0.3A×

3V

I

=

0.9W

I

，所以U_額=U-U_滑=3V-

0.9W

I

，則P_額=U_額I_額=（3V-

0.9W

I

）×0.3A=0.9W×（1-

0.3A

I

），電路如圖所示：
．
故答案為：（1）見上圖；（2）將滑動變阻器的滑片滑到最大阻值處；（3）0.75；A；（4）設計的電路圖如右圖所示；
實驗步驟：
①只閉合開關S₁，移動滑片P，使電流表的示數為0.3A；
②滑片P位置不變，再閉合開關S₂，讀出電流表的示數為I．
額定功率的表達式：P_額=0.9W×（1-

0.3A

I

）．

點評：此題是“測量小燈泡的電功率”的實驗，考查了電壓表的連接及電流表的讀數，還考查了有關電功率的計算，其中（4）小題難度稍大，關鍵是想法得出小燈泡正常發(fā)光時燈泡兩端的電壓．