Question

4．要測(cè)量L₁和L₂兩個(gè)小燈泡的電功率，已知L₁和L₂的額定電壓分別為3.8V和2.5V、阻值均約為10Ω．所提供的器材有：電源（電壓約為6V）、電流表、電壓表和開(kāi)關(guān)各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器（“10Ω　2A”、“50Ω　1A”）兩個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干．

（1）用如圖甲所示的電路測(cè)量燈泡L₁的電功率，所用滑動(dòng)變阻器是“10Ω  2A”，請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖乙中的實(shí)物電路連接完整．
（2）該同學(xué)連接好實(shí)物后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)燈泡變亮了，電流表示數(shù)變大了，電壓表示數(shù)卻變小了，原因是電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端了．
（3）圖丙中陰影部分面積表示的物理量是電壓；
（4）完成燈L₁的測(cè)量后，為測(cè)燈炮L₂的額定功率，只將圖乙中的L₁換成L₂．閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)L₂發(fā)光過(guò)亮，不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．為了完成燈炮L₂電功率的測(cè)量，并使測(cè)量結(jié)果能更準(zhǔn)確一些，在測(cè)量L₂電功率之前應(yīng)該進(jìn)行的操作是ABC
A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)
B．更換變阻器，接入（50Ω，1A）的變阻器
C．把電壓表的量程改為“3V”的
D．把電流表的量程改為“3A”的
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)，畫(huà)出了通過(guò)L₂的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系曲線(xiàn)，如圖丁所示，則燈泡L₂的額定功率是0.625W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)L₁的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，燈泡逐漸變亮（電路中電流變大），而電壓表的示數(shù)變小，說(shuō)明電壓表不是接在小燈泡的兩端，而是電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了；
（3）根據(jù)U=IR分析圖丙中陰影部分面積表示的物理量；
（4）根據(jù)歐姆定律求出兩燈泡的額定電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，然后確定電流表和滑動(dòng)變阻器是否需要改動(dòng)，同時(shí)根據(jù)兩燈泡的額定電壓確定電壓表的量程需要修改；
（5）由圖丁可知額定電壓下通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡L₂的額定功率．

解答 解：（1）L₁的額定電壓為3.8V，則電壓表的量程為0～15V，且與燈泡并聯(lián)，
滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）在移動(dòng)滑片時(shí)，燈泡逐漸變亮?xí)r，燈兩端的電壓變大，而電壓表的示數(shù)變小，說(shuō)明電壓表不是接在小燈泡的兩端，而是電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了；
（3）圖丙中陰影部分面積為IR，由U=IR可知，它表示的物理量電壓；
（4）測(cè)L₁的額定功率時(shí)，電路中的電流I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R_滑=$\frac{U}{{I}_{1}}$-R₁=$\frac{6V}{0.38A}$-10Ω≈5.8Ω，
測(cè)L₂的額定功率時(shí)，電路中的電流I₂=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R_滑′=$\frac{U}{{I}_{2}}$-R₂=$\frac{6V}{0.25A}$-10Ω=14Ω，
為了完成燈L₂額定功率的測(cè)量，并使測(cè)量結(jié)果能更準(zhǔn)確一些，在測(cè)量L₂額定功率之前應(yīng)該進(jìn)行的操作是先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，把（10Ω 2A）的變阻器換成（50Ω 1A）的變阻器，把電壓表的量程改為“3V”的，電流表的量程不需要改動(dòng)，故選ABC；
（5）由圖丁可知，燈泡L₂的額定電流為0.25A，
則燈泡L₂的額定功率P₂=U₂I₂=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端了；
（3）電壓；
（4）ABC；
（5）0.625．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物電路圖的連接和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷、物理量的判斷、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律的應(yīng)用以及電功率的計(jì)算，會(huì)確定電壓表的量程和電路圖與實(shí)物圖的一一對(duì)應(yīng)性是關(guān)鍵．