Question

9．如圖甲所示是婷婷和明明小組“測(cè)量小燈泡電功率”時(shí)設(shè)計(jì)的電路圖，他們選用的是額定電壓為3.8V的小燈泡：

（1）通過正確操作，明明測(cè)得當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則該燈泡的額定功率為1.14W
（2）小紅同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，他們的電壓表已經(jīng)損壞，老師幫助他從實(shí)驗(yàn)室取了定值阻值為R_O的電阻和一個(gè)電流表，此時(shí)小紅同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路測(cè)量小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率（已知R₀=5Ω）．請(qǐng)你幫助他把下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，使電流表A₁示數(shù)為0.76A，記下此時(shí)電流表A₂示數(shù)為I，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率為3.8V（I-0.76A）（用所測(cè)量或已知量表示）．
（3）另一組的小亮同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路圖，老師告訴他電壓表可以看作是測(cè)電壓的大電阻，內(nèi)阻約為5000Ω，雖然也可以測(cè)量出小燈泡的額定電功率，但此電路圖存在嚴(yán)重的不足，請(qǐng)你指出：開關(guān)斷開時(shí)電壓表串聯(lián)在電路，示數(shù)較大，不能保護(hù)電壓表．

Answer 1

分析 （1）“3.8V”是指正常發(fā)光時(shí)的電壓，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)（額定電流），利用P=UI求解．
（2）在沒有電壓表情況下，電流表和定值電阻R₀=5Ω應(yīng)起到電壓表的作用，先通過移動(dòng)滑片使燈正常發(fā)光，再通過另一個(gè)電流表測(cè)出燈與定值電阻并聯(lián)的總電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小，根據(jù)P=UI求出功率的大�。�
（3）根據(jù)電源電壓和電壓表的量程分析．

解答 解：（1）此時(shí)電流表選擇的是小量程，其分度值是0.02A，故電流表的示數(shù)是：0.3A，故其額定功率是：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（2）燈在額定電壓下才能正常發(fā)光，所以應(yīng)先使燈的電壓為3.8V，在沒有電壓表情況下，電流表和定值電阻R₀=5Ω應(yīng)起到電壓表的作用；閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，使電流表A₁示數(shù)為0.76A，此時(shí)定值電阻的電壓為0.76A×5Ω=3.8V，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，燈兩端的電壓為3.8V，燈正常發(fā)光；記下此時(shí)電流表A₂為I，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知，此時(shí)通過燈的電流為I_L=I-0.76A，則燈泡的功率為：P=UI=3.8V（I-0.76A）．
（3）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電壓表串聯(lián)在電路，測(cè)的是電源電壓，故電壓表示數(shù)較大，不能保護(hù)電壓表．
故答案為：（1）1.14；（2）0.76；3.8V（I-0.76A）；（3）開關(guān)斷開時(shí)電壓表串聯(lián)在電路，示數(shù)較大，不能保護(hù)電壓表．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量小燈泡功率，考查電路的連接、功率的計(jì)算及在沒有電壓表情況下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)功率的能力，有一定難度．