Question

20．一個(gè)額定電壓是3.8V的小燈泡，正常工作時(shí)的電阻約為20Ω，小明想測(cè)量它的額定功率．實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓恒為6V不變）、電流表、電壓表、開關(guān)各1個(gè)、規(guī)格分別為“10Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器2個(gè)，導(dǎo)線若干．

（1）小明設(shè)計(jì)了圖甲所示電路，他應(yīng)選用規(guī)格為50Ω0.5A的滑動(dòng)變阻器．
（2）圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實(shí)物圖，同組的小剛說有一處連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在圖乙中連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”．
（3）小明改正錯(cuò)誤后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V，電流表的示數(shù)如丙所示為0.32AA時(shí)，則小燈泡的額定功率是1.216W．
（4）實(shí)驗(yàn)后同組的小剛說用電壓表的0-3伏檔也可以測(cè)出小燈泡的額定功率．于是他們將電壓表并聯(lián)在變阻器兩邊，移動(dòng)滑片至指針為2.2伏時(shí)記下電流表的示數(shù)，若導(dǎo)線連接良好且電阻不計(jì)，但計(jì)算出的額定功率值卻明顯偏低，不知是何原因．請(qǐng)你幫助分析．電壓表使用前指針偏左，未調(diào)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，根據(jù)這個(gè)阻值，判斷選擇哪個(gè)滑動(dòng)變阻器；
（2）開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電路兩端，故據(jù)此分析判斷即可；
（3）先確定電流表的分度值，而后據(jù)電流表讀出對(duì)應(yīng)的示數(shù)，據(jù)公式P=UI可計(jì)算出額定功率；
（4）從電壓表或電流表的調(diào)零進(jìn)行分析．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過其的電流約是I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{20Ω}$=0.19A，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓
U_滑=U-U_燈泡=6V-3.8V=2.2V，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.19A}$=11.6Ω＞10Ω，所以應(yīng)選擇“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器；
（2）在該電路中，變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，故答案見下圖．

（3）該電流表選的是小量程，其分度值是0.02A，故其示數(shù)是0.32A，故其額定功率是：P=UI=3.8V×0.32A=1.216W；
（4）不計(jì)其它電阻，電壓表示數(shù)為2.2V，則燈泡兩端的電壓應(yīng)為3.8V，測(cè)得額定功率明顯偏低，說明其兩端的電壓不足3.8V，即變阻器兩端的電壓高于2.2V，可能使用前電壓表忘記調(diào)零，原來示數(shù)在零刻度線左側(cè)．
故答案為：（1）50Ω 0.5A；（2）見上圖；（3）0.32A；1.216；（4）電壓表使用前指針偏左，未調(diào)零．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的選擇、連接實(shí)物圖、計(jì)算電功率等知識(shí)點(diǎn)，是一道中檔題；故在處理時(shí)一定要細(xì)心．