Question

10．如圖所示，小明在進行“測量小燈泡電功率”的實驗，他已連接了部分電路．已知電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V：

（1）請用筆畫線代替導線，將圖示1電路連接完整（要求滑片P向右移動時，變阻器接入電路中的阻值變小）；
（2）連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為3V，則出現(xiàn)故障的原因可能是小燈泡斷路；
（3）故障排除后，小明通過實驗測得如下數(shù)據．分析數(shù)據可知燈泡的額定功率是0.5W；

實驗次數(shù)	電壓表示數(shù) U/V	電流表示數(shù) I/A
1	2.0	0.17
2	2.5	0.20
3	3.0	0.22

（4）實驗結束后，老師給同學們一個10Ω的定值電阻R₀和兩只電流表，讓他們測出標有“3.8V”字樣的小燈泡正常發(fā)光時的電阻．電路圖如圖2所示，請你將實驗過程補充完整：閉合開關，調節(jié)變阻器的滑片，使電流表A₁的示數(shù)為0.38A，此時小燈泡正常發(fā)光，電流表A₂的示數(shù)如圖3所示，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻是11.9Ω（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與燈泡并聯(lián)，根據電源電壓確定電壓表的量程，根據題目要求確定滑動變阻器應的接線柱，并串聯(lián)接入電路中；
（2）燈不亮，電流表無示數(shù)，可能是電路斷路了，根據電壓表示數(shù)等于電源電壓，分析判斷故障原因；
（3）由表格讀出燈泡電壓等于額定電壓時的電流，根據P=UI計算其額定功率；
（4）根據I=$\frac{U}{R}$確定電流表A₁的示數(shù)；
由圖3讀出電流表A₂的示數(shù)，再利用并聯(lián)電路電流特點計算出燈泡的額定電流值，根據R=$\frac{U}{I}$求出其電阻．

解答 解：
（1）測量小燈泡電功率的實驗中，右移動時變阻器接入電路中的阻值變小，則應將右下接線柱接入電路；
電壓表與燈泡并聯(lián)，電源電壓為3V，所以電壓表應選擇0～3V的量程，如圖所示：
；
（2）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路無電流，電路出現(xiàn)斷路，電壓表示數(shù)等于電源電壓，因此可能是電路中燈泡斷路了；
（3）由表格數(shù)據可知，當燈泡兩端電壓2.5V時，通過的電流為0.2A，燈泡的額定功率是：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）分析電路圖2可知，電阻R0與燈并聯(lián)，則根據實驗要求電阻兩端的電壓等于小燈泡的額定電壓即U=3.8V，因此電阻中的電流為I=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A；
由圖3可知電流表讀數(shù)為0.7A，故通過燈泡的電流為I′=0.7A-0.38A=0.32A；
則小燈泡的電阻為R′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{3.8V}{0.32A}$≈11.9Ω．
故答案為：（1）電路圖如上圖；（2）小燈泡斷路；（3）0.5；（4）0.38；11.9．

點評 此題主要考查學生關于測量小燈泡電功率實驗的理解和掌握，注意伏安法的應用，滑動變阻器的連接以及歐姆定律的實際應用是解題關鍵．