Question

1．小明在拆裝手電筒時，發(fā)現(xiàn)手電筒的小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣，但上面的電流值已經(jīng)模糊不清，他想通過實驗測量該燈泡正常發(fā)光時的電功率，圖甲為他所連的實驗電路．
（1）經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路接線有錯誤，小雨只做了一處改動就閉合開關(guān)進行實驗．請在他接錯的導(dǎo)線上打上“×”，并改正．
（2）排除故障后繼續(xù)實驗時，小雨移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V、電流表的示數(shù)為0.3A時，正常發(fā)光時的功率為1.14W．
（3）在此實驗的基礎(chǔ)上，老師又出示了電阻R_x（大約1000Ω），問：能否用上述器材測量該電阻的阻值？同學(xué)們經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)不可行，原因是：R_X電阻的阻值太大，電流太小，電流表無法精確測量出電流大�。�
（4）小華同學(xué)在測量小燈泡的額定功率時，發(fā)現(xiàn)電流表損壞，卻多了一個滑動變阻器R₀（最大阻值用R₀表示），他設(shè)計如圖乙所示的電路，測出了額定電壓為U₀=3.8V的燈泡的額定功率，請補全下列步驟：
①閉合開關(guān)，先調(diào)節(jié)滑動變阻器R₀的滑片到最左端，再調(diào)節(jié)滑片直到電壓表示數(shù)為3.8V（或U₀）時為止；
②接著將R₀ 的滑片P移到最右端，讀出此時電壓表的示數(shù)為 U；
③小燈泡的額定功率表達式：P=U₀×$\frac{U{-U}_{0}}{{R}_{0}}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）為保護電路，將變阻器的最大電阻連入電路中；
（2）利用公式P=UI計算燈泡的額定功率；
（3）在電源電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流隨導(dǎo)體電阻的增大而減小，如果電路電流太小，電流表無法測量或測量誤差太大，據(jù)此分析能否測待測電阻阻值；
（4）由電路圖可知，R₀的滑片位于左端時，電壓表測燈泡兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器R使電壓表的示數(shù)為3.8V，然后保持R接入電路中的電阻不變，調(diào)節(jié)R₀的滑片使其接入電路中的電阻最大，電壓表測燈泡和R₀兩端的電壓之和，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R₀兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）為保護電路，將變阻器的最大電阻接入電路中，選擇接線柱；如下圖．

（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V、電流表的示數(shù)為0.3A時，正常發(fā)光時的功率：
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（3）電流與電阻成反比，電阻越大，電流越小，由于電阻R_X阻值太大，接入電路后，電路電流太小，無法測出電流；
（4）實驗步驟：
①閉合開關(guān)，先調(diào)節(jié)滑動變阻器R₀的滑片到最左端，再調(diào)節(jié)滑片，直到電壓表示數(shù)為3.8V（或U₀）時為止；
②接著調(diào)節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端，讀出這時電壓表的示數(shù)為U；
③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓U_R0=U-U₀，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流I=$\frac{{U}_{R0}}{{R}_{0}}=\frac{U{-U}_{0}}{{R}_{0}}$，小燈光的額定功率P=U₀I=U₀×$\frac{U{-U}_{0}}{{R}_{0}}$．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）1.14；
（3）R_X電阻的阻值太大，電流太小，電流表無法精確測量出電流大��；
（4）①電壓表示數(shù)為3.8V（或U₀）；  ②將R₀ 的滑片P移到最右端；③U₀×$\frac{U{-U}_{0}}{{R}_{0}}$．．

點評 本題測燈的功率，考查了電路連接、燈泡額定功率的計算、電流表的使用、及設(shè)計實驗方案的能力實，涉及到的知識點較多，綜合性較強，有一定難度．