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    3．“测量小灯泡额定功率”的分组实验的器材有：电压足够大的电源、10Ω的定值电阻R0、额定电压为12V的小灯泡L（估计其功率约30W左右）、电流表、电压表、滑动变阻器R、开关各一个，导线若干．

    （1）小明和小强设计的电路图均如图a所示，请用笔画线代替导线将实物电路b补充完整，当滑片向右移动时，电路中的电流减小．
    （3）小明正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮，电流表没有示数，电压表有示数且接近电源电压，可以判断灯泡断路．
    （3）小明排除电路故障后，进行实验．小灯泡正常发光时，电流表的指针如图c所示，则小灯泡的额定功率为
    28.8W．
    （4）小明调节滑动变阻器测出多组数据，作出小灯泡的I-U关系图象如图d所示，这个曲线图象说明
    灯丝的电阻随温度升高而增大．
    （5）另一组的小强在实验过程中损坏了电流表，但他利用余下的器材，在原电路的基础上稍作改动完成了实验，并测出了小灯泡L正常发光的电阻．小强的设计方案得到老师的充分肯定，若你就是小强，应如何完成这个实验．）
    ①请在原电路图e中画出小强改动的电路．
    ②写出简要的步骤及需测量的物理量．
    ③用测量的物理量写出小灯泡L正常发光的电阻的表达式．

    分析 （1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，把电压表并联在灯泡两端即可完成电路连接，根据I=$\frac{P}{U}$计算出额定电流，确定出电流表的量程，滑动变阻器按一上一下的接，右移电流减小，电阻增大，湖滑动变阻器接左下接线柱．
    （2）常见的电路故障有：断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因；
    （3）由图b所示电路图确定电流表量程，由图c所示电流表确定电流表分度值，读出电流表示数，然后由电功率公式P=UI求出灯泡功率；
    （4）由电路图可知灯丝的电阻随温度升高而增大；
    （5）电流表损坏，用电压表测出定值电阻两端电压，求出电路电流，然后求出灯泡功率，据此设计实验电路．

    解答 解：（1）灯泡额定电压是12V，电压表应选0～15V量程，电压表并联在灯泡两端，灯泡的电流为I=$\frac{P}{U}$=$\frac{30W}{12V}$=2.5A，故电流表的量程为0～3A，滑动变阻器按一上一下的接，右移电流减小，电阻增大，湖滑动变阻器接左下接线柱．电路图如图甲所示．

    （2）如果灯泡断路，电路断路，电路电流为零，电流表无示数，灯泡不亮，电压表接在电源两端，电压表示数等于电源电压．
    （3）由图b电路图可知，电流表量程是0～3A，由图3所示电流表可知，电流表分度值是0.1A，电流表示数是2.4A；
    灯泡额定功率P=UI=12V×2.4A=28.8W．
    （4）U-I图象不是直线说明电流与电压不成正比，是因为灯丝的电阻随温度升高而增大；
    （5）①电路如图：
    ②a．如图接好电路，V表先与L并联，并调节滑片P使V表为12Vb．不移动滑片P，改V表与R0并联，示数为U0
    ③RL=12V•R0/U0$\frac{12V•{R}_{0}}{{U}_{0}}$．
    灯泡与定值电阻、滑动变阻器串联，电压表分别测灯泡电压、灯泡与定值电阻的串联电压，电路图如图乙所示．
    故答案为：（1）如上图；（2）断路；（3）28.8；（4）灯丝的电阻随温度升高而增大；
    （5）
    ①
    ②a．如图接好电路，V表先与L并联，并调节滑片P使V表为12Vb．不移动滑片P，改V表与R0并联，示数为U0
    ③RL=$\frac{12V•{R}_{0}}{{U}_{0}}$

    点评 本题考查了连接电路图、电路故障分析、电表读数、求灯泡功率、实验电路设计等问题，有一定难度；连接电路图时，注意电压表量程的选择；应用串联电路电流相等的特点、串联电路电压特点是设计实验电路图的关键．

    练习册系列答案
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