Question

8．小明同學(xué)手里有一個標有“3.8V”字樣的小燈泡，他想知道小燈泡正常工作時的電功率，于是在學(xué)校實驗室借來一些實驗器材，連接了如圖甲所示的實驗電路，電源電壓恒定不變．

（1）在圖中找出連接錯誤的一根導(dǎo)線并在該導(dǎo)線上畫“×”，用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確．（所畫的導(dǎo)線要用實線，不可用虛線）
（2）該實驗的原理是P=UI．
（3）連接電路時，開關(guān)應(yīng)該斷開．
（4）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，他發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)．則故障原因可能是小燈泡短路．
（5）在實驗時，電壓表出現(xiàn)了故障不能使用．小明向老師借了一只定值電阻R₀（R₀阻值已知），設(shè)計了如圖乙所示的電路，繼續(xù)測量恒定電壓為U_額的小燈泡的額定功率．測量時，應(yīng)先閉合開關(guān)S和S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電流表的示數(shù)為$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$時，小燈泡正常發(fā)光；接著將S₁斷開，S₂閉合，讀出電流表的示數(shù)為I，則小燈泡的額定功率P_額=U_額（I-$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$）（用I、U_額和R₀表示）．

Answer 1

分析 （1）要測量3.8V的小燈泡的電功率，應(yīng)將電壓表的量程選擇“0～15V”，據(jù)此修改；
（2）測量小燈泡的電功率的實驗原理是P=UI；
（3）為了保護電路元件，在連接電路時，開關(guān)要斷開；
（4）將正常的電流表、電壓表接入電路，當閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表有讀數(shù)，說明電路為通路；電壓表讀數(shù)始終為零，說明電壓表測量的用電器發(fā)生短路；
（5）①根據(jù)并聯(lián)電路電壓的關(guān)系，各支路兩端的電壓相等，當電阻兩端的電壓等于燈泡的額定電壓時，小燈泡正常發(fā)光，根據(jù)歐姆定律得出電流表的示數(shù)；
②根據(jù)并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和計算出燈泡的電流；
③根據(jù)P=UI寫出小燈泡的額定功率表達式．

解答 解：（1）要測量3.8V的小燈泡的電功率，應(yīng)將電壓表的量程選擇“0～15V”，把電壓表量程改過來，如圖所示：

（2）測量小燈泡的電功率的實驗原理是P=UI；
（3）為了保護電路，在連接電路時開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài)；
（4）閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，說明電路是通路，小燈泡或電壓表發(fā)生短路，故障原因可能是小燈泡短路；
（5）①，要使小燈泡正常發(fā)光，則燈泡兩端的電壓等于額定電壓，應(yīng)斷開S₂，閉合S₁、S，此時電流表的示數(shù)應(yīng)為I₀=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$；
②要測通過燈泡的電流，在不拆電流表的情況下，則應(yīng)閉合S₂、S，斷開S₁，此時電流表測干路電流，則燈泡的電流I_額=I-I₀=I-$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$；
③根據(jù)功率公式P_額=U_額I_額=U_額（I-$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$）
故答案為：（1）如上圖；（2）P=UI；（3）斷開；（4）小燈泡短路；（5）$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$；U_額（I-$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$）．

點評 本題考查了測量小燈泡的電功率的實驗原理、連接實物電路圖、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理等，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握；連接實物電路圖時，要注意電表量程的選擇，注意題目要求．