小紅同學做“測量小燈泡電功率”實驗，小燈泡的額定電壓為3.8V，額定功率約1W左右．（1）用筆畫線代替導線連線...

問題詳情：

小紅同學做“測量小燈泡電功率”實驗，小燈泡的額定電壓為3.8V，額定功率約1W左右．

（1）用筆畫線代替導線連線電路圖圖1，要求滑片向右移動時，燈泡變暗．

（2）她正確連線電路，將滑片移到滑動變阻器的某一端，閉合開關，發現電壓表、電流表的示數分別為3V和0.2A，小燈泡的亮度偏暗．然後她向變阻器的另一端移動滑片，發現小燈泡繼續變暗；當滑片到達另一端時，電流表、電壓表的示數如圖2（a）、（b）所示．小紅在器材選擇以及*作過程中存在的問題分別是：　　和　　．她所使用的變阻器的最大阻值為　　Ω．

（3）經過思考分析，她改正了上述問題．為了準確測出小燈泡的額定功率，她還改進電路並進行實驗．當移動變阻器的滑片到中點位置時，觀察到小燈泡正常發光．此時電壓表指標恰好位於某一刻度線上時，電流表的示數為0.22A，則電源電壓為　　V，小燈泡的額定功率為　　W．

【回答】

【考點】電功率的測量．

【分析】（1）滑動變阻器向右移動燈泡變暗，說明滑動變阻器接了左下接線柱；小燈泡額額定電壓為3.8V，因此電壓表的量程為0～3V的量程；

（2）電源電壓應大於燈泡額定電壓，閉合開關前，滑動變阻器滑片應置於阻值最大處；

將滑片移到滑動變阻器的另一端，閉合電鍵，小燈泡的亮度偏暗，然後她向變阻器的另一端移動滑片，發現小燈泡繼續變暗，小燈泡繼續變暗說明電路電流繼續減小，滑動變阻器接入電路的阻值逐漸變大，說明閉合開關時，滑動變阻器接入電路的阻值為零，閉合開關時電壓表示數等於電源電壓；

根據電壓表與電流表示數，由歐姆定律可以求出燈泡阻值；由圖示電錶確定其量程與分度值，讀出其示數，由串聯電路特點與歐姆定律可以求出滑動變阻器阻值．

（3）燈泡額定電壓電壓是3.8V，如果電壓表與燈泡並聯，如果用小量程，燈泡正常發光時超過其量程，則電壓表應該用大量程，大量程的分度值是0.5V，燈泡額定電壓是3.8V，燈泡正常發光時，電壓表指標不可能指在刻度線上，因此電壓表應該與滑動變阻器並聯，且電壓表選用小量程；

由題意知，電流為0.2A時燈泡發光較暗，因此燈泡正常發光時的電流應大於0.2A，

根據串聯電路特點及歐姆定律求出電源電壓、燈泡正常發光時的電流，然後由P=UI求出燈泡額定功率．

【解答】解：（1）滑動變阻器向右移動燈泡變暗，說明滑動變阻器接了左下接線柱；小燈泡額額定電壓為3.8V，因此電壓表的量程為0～15V的量程，如圖所示：

（2）由題意可知，電源電壓為3V，燈泡額定電壓是3.8V，所選電源電壓太小；

由題意可知，閉合開關時滑動變阻器接入電路的阻值為零，這是錯誤的，閉合開關前滑動變阻器滑片應置於最大阻值處；

電源電壓是3V，電壓表量程應該為0～3V，由圖示電壓表可知，其分度值是0.1V，示數為1V，

由圖示電流表可知其示數為0.1A，由串聯電路特點可知，滑動變阻器電壓為3V﹣1V=2V，

由I=可得滑動變阻器最大阻R滑最大===20Ω．

（3）由題意可知，電壓表與滑動變阻器並聯，滑動變阻器滑片在中點，

則滑動變阻器接入電路的阻值為：R===10Ω，電源電壓是1.5V的整數倍，

①如果電源電壓為4.5V，則燈泡正常發光時滑動變阻器兩端電壓為4.5V﹣3.8V=0.7V，

電路電流I===0.07A＜0.2A，燈泡不能正常發光；

②如果電源電壓為6V，燈泡正常發光時滑動變阻器電壓為6V﹣3.8V=2.2V，

電路電流I===0.22A，燈泡能正常發光，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W；

③如果電源電壓為7.5V，燈泡正常發光時滑動變阻器電壓為7.5V﹣3.8V=3.7V，此時電路電流I===0.37A，

由I=可得此時燈泡電阻RL==≈10.27Ω＜15Ω，燈泡電阻隨溫度升高而增大，燈泡電阻不能小於15Ω，故電源電壓不能為7.5V．

所以電源電壓可能為：6V，燈泡額定功率可能為0.836W．

故*為：

（1）見上圖；（2）電源電壓太小；閉合開關前，滑片沒有移到阻值最大處；20；（3）6；0.836．

【點評】本題考查了實驗*作分析、求滑動變阻器阻值、求電源電壓與燈泡額定功率等問題，由於不知道電源電壓，本題難度較大，要根據題意進行推理，然後答題，解題時注意討論．

知識點：測量小燈泡的電功率

題型：實驗,探究題