Question

4．如圖1甲是測量標有“3.8v”字樣的小燈泡額定功率的電路圖．

（1）連接電路時，開關不能處于連接狀態(tài)．
（2）當電壓表示數(shù)為3.8v時，電流表的示數(shù)如圖1乙所示，由此可得，小燈泡的額定功率為1.14W．
（3）在實驗中，小明想到這個電路圖基本和探究歐姆定律中電流與電壓關系的電路圖一樣，決定用這些器材繼續(xù)做探究電流與電壓關系的實驗，你覺得可以嗎？為什么不可以，燈泡電阻隨隨溫度變化而變化．
（4）小強的電流表損壞了，老師告訴他己經(jīng)沒有電流表可換，而給了他一個已知阻值為R的定值電阻和若干個開關，小強重新設計了如圖2的電路，在不改變該電路連接的情況下，也能正確測出小燈泡的額定功率．
他正確連接電路后，接下來的實驗步驟是：
①閉合開關S、S₁，斷開S₂，移動滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8V，
②保持滑片位置不動，斷開開關S₁，閉合開關S 和S₂，記下電壓表的示數(shù)為U₂；
③計算得出小燈泡的額定功率P=$\frac{3.8V×（{U}_{2}-3.8V）}{R}$．

Answer 1

分析 （1）為保證電路安全，連接電路時應斷開開關；
（2）電流表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少．知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據(jù)P=UI計算額定功率；
（3）可從溫度對燈泡電阻的影響分析原因；
（4）要測量小燈泡的電阻，需測量出小燈泡的電壓和電流，由圖知，根據(jù)定值電阻兩端的電壓和電阻能計算出電路中的電流，通過開關的變化測出燈泡兩端的電壓，得出小燈泡的電功率的表達式．

解答 解：（1）在連接電路的過程中開關應該處于斷開狀態(tài)，不能連接；
（2）電流表使用的0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.3A，P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（3）燈泡電壓與電流變化時，燈泡實際功率發(fā)生變化，燈泡溫度發(fā)生變化，燈泡電阻隨溫度變化而變化，所以燈泡電流與電壓不成正比，因此不能用這些器材繼續(xù)做探究電流與電壓關系的實驗；
（4）小強設計的電路中無電流表，需測量出定值電阻兩端電壓，利用歐姆定律計算，并使燈泡兩端電壓為其額定電壓；
連好電路后，可先閉合開關S、S₁，斷開S₂，此時電壓表測量燈泡兩端的電壓，移動滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8V；
保持滑片位置不動，斷開開關S₁，閉合開關S、S₂，此時電壓表測量燈泡和電阻兩端的總電壓，記下電壓表的示數(shù)U₂
則定值電阻兩端的電壓U=U₁-U₂；所以I=$\frac{U}{R}$=$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$；
所以P=3.8V×I=3.8V×$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$．
故答案為：（1）連接；
（2）1.14；
（3）不可以，燈泡電阻隨隨溫度變化而變化；
（4）閉合開關S、S₁，斷開S₂，移動滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8V．

點評 此題是測量小燈泡的額定功率實驗，主要考查了在沒有電流表時測量電功率的方法，需掌握要測功率必須測出或計算出燈泡中電流和兩端電壓．