Question

9．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒为 6V．
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；要求滑片向右移动灯泡变亮．

（2）电路连接好后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其故障原因可能是小灯泡断路．
（3）故障排除后，当移动滑动变阻器滑片使灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为1.52W．
（4）实验结束，交流讨论时，同组的小华认为：不用电流表，增加一个定值电阻，也能测量出这盏小灯泡的额定功率．请你帮助小华完成以下实验步骤．
①在虚线框内画出小华实验的电路图．
②现提供 R₁=5Ω，R₂=10Ω和 R₃=20Ω三个电阻，则选择R₁放入上述电路图中更合适．理由是定值电阻两端电压小于2.2V，电流为0.4A，所以R＜5.5Ω．

Answer 1

分析 （1）测定小灯泡的电功率的实验中，根据滑片右移灯变亮和滑动变阻器一上一下串联接入电路中确定变阻器的连接；
（2）电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路，电流表无实数、小灯泡始终不亮说明电路断路，即电压表并联部分断路；
（3）由图乙读出灯泡正常发光时的电压和电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）由于没有电流表，应根据电压表和定值电阻求出电流，使该电流等于灯泡的电流．

解答 解：（1）测定小灯泡的电功率的实验中，滑动变阻器一上一下串联接入电路中，要求滑片P向右移动时灯泡变亮，即P右移变阻器连入阻值变小，由此实物连接如图所示：
；
（2）连好电路闭合开关，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，说明电压表并联部分断路，故障的原因可能是灯丝断了；
（3）由乙图可知，电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.4A，所以灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）①没有电流表，应根据电压表和定值电阻求出定值电阻的电流，使得该电流为小灯泡的额定电流，故小灯泡应与定值电阻串联接入电路中，然后用电压表再测出灯泡的额定电压，电路图如图所示：
；
②灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联接入电路，根据串联电路的电压规律可知，定值电阻两端电压小于 2.2V，电流为0.4A，则由R=$\frac{U}{I}$可知，R=$\frac{2.2V}{0.4A}$=5.5Ω，故选用R₁．
故答案为：（1）如图；（2）小灯泡断路；（3）1.52；（4）①如图；②R₁；定值电阻两端电压小于 2.2V，电流为0.4A，所以 R＜5.5Ω．

点评 本题考查了实物连接、电路故障的判断、滑动变阻器的正确使用以及欧姆定律和电功率公式的应用，关键是能从图上正确读出正常发光时灯泡两端电压对应的电流．