某實驗小組的同學在進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗中，現有器材：電源（電壓恆為6V）、開關、電壓表、電流表各...

問題詳情：

某實驗小組的同學在進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗中，現有器材：電源（電壓恆為6V）、開關、電壓表、電流表各一個，導線若干，額定電壓為3.8V的待測小燈泡（電阻約為12Ω），滑動變阻器兩個（A：“5Ω2A“；B：“20Ω 0.5A”）。

（1）該實驗的實驗原理是　   　；實驗中，應選用的滑動變阻器是　   　（選填“A”或“B”）。

（2）如圖*所示是小田同學連接的實物電路圖，圖中只有一根導線連接錯誤，請你在圖中用“×”標出這根錯接的導線，只改接一根導線使電路成為正確的電路（不能與其他導線交叉）。

（3）小田確認電路連接無誤後閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡始終不發光且電壓表的示數都接近電源電壓，則電路的故障是　   　。

（4）排除故障後，移動滑動變阻器的滑片，並繪製出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示，則該小燈泡的額定功率為　   　W。

（5）該組的另一同學接着實驗時，發現電壓表0～15V量程已經損壞，0～3V量程還可以正常使用，在不添加器材的情況下，為了測出該小燈泡的額定功率，請你在*圖中的虛線框內畫出正確的電路圖　   　。

（6）由圖乙推知：小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電功率為P1，小燈泡的實際電流是額定電流一半時的電功率為P2，則P1　   　P2（選填“大於”、“小於或“等於”）。

【回答】

解：（1）該實驗的實驗原理是P＝UI；

實驗中，額定電壓為3.8V的待測小燈泡，電阻約為12Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：

I＝＝≈0.32A，根據串聯電路電壓的規律和歐姆定律，當燈正常發光時，變阻器連入電路中的電阻：

R滑＝＝≈6.88Ω＞5Ω，從電流和電阻大小考慮，故應選用的滑動變阻器是B；

（2）原電路中，電壓表串聯在電路中、電流表與變阻器串聯是錯誤的，電流表應與變阻器串聯，電壓表與燈泡並聯，改正後如下圖1所示：

（3）經分析，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡始終不發光且電壓表的示數都接近電源電壓，則電路的故障是與燈泡並聯的電路斷路了；

（4）根據製出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象知，燈的額定電壓下的電流為0.3A，則該小燈泡的額定功率為：P＝ULIL＝3.8V×0.3A＝1.14W；

（5）根據串聯電路的規律，當變阻器的電壓為：6V﹣3.8V＝2.2V時，燈正常發光，故可將電壓表使用小量程與變阻器並聯，移動變阻器的滑片，當電壓表示數為2.2V時，記下電流表的示數。如下圖2所示：

（6）由圖3知，小燈泡的實際電壓是額定電壓一半（1.9V）時的電流約為0.21A，電功率為：

P1＝1.9V×0.22A＝0.40W；

小燈泡的實際電流是額定電流一半時（0.15A）對應的電壓約為1V，燈的實際電功率為：

P2＝1V×0.15A＝0.15W，則P1大於P2。

故*為：（1）P＝UI；B；（2）如圖1所示；（3）與燈泡並聯的電路斷路了；（4）1.14；（5）如圖2所示；（6）大於。

知識點：測量小燈泡的電功率

題型：實驗,探究題