Question

9．如图甲所示是婷婷和明明小组“测量小灯泡电功率”时设计的电路图，他们选用的是额定电压为3.8V的小灯泡：

（1）通过正确操作，明明测得当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率为1.14W
（2）小红同学在做实验时发现，他们的电压表已经损坏，老师帮助他从实验室取了定值阻值为R_O的电阻和一个电流表，此时小红同学设计了如图丙所示的电路测量小灯泡正常发光时的电功率（已知R₀=5Ω）．请你帮助他把下列实验步骤补充完整．闭合开关S，调节变阻器的滑片P，使电流表A₁示数为0.76A，记下此时电流表A₂示数为I，则小灯泡正常发光时的电功率为3.8V（I-0.76A）（用所测量或已知量表示）．
（3）另一组的小亮同学设计了如图丁所示的电路图，老师告诉他电压表可以看作是测电压的大电阻，内阻约为5000Ω，虽然也可以测量出小灯泡的额定电功率，但此电路图存在严重的不足，请你指出：开关断开时电压表串联在电路，示数较大，不能保护电压表．

Answer 1

分析 （1）“3.8V”是指正常发光时的电压，读出此时电流表的示数（额定电流），利用P=UI求解．
（2）在没有电压表情况下，电流表和定值电阻R₀=5Ω应起到电压表的作用，先通过移动滑片使灯正常发光，再通过另一个电流表测出灯与定值电阻并联的总电流，根据并联电路电流的规律求出灯正常发光时的电流大小，根据P=UI求出功率的大小．
（3）根据电源电压和电压表的量程分析．

解答 解：（1）此时电流表选择的是小量程，其分度值是0.02A，故电流表的示数是：0.3A，故其额定功率是：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（2）灯在额定电压下才能正常发光，所以应先使灯的电压为3.8V，在没有电压表情况下，电流表和定值电阻R₀=5Ω应起到电压表的作用；闭合开关S，调节变阻器的滑片P，使电流表A₁示数为0.76A，此时定值电阻的电压为0.76A×5Ω=3.8V，根据并联电路电压的规律可知，灯两端的电压为3.8V，灯正常发光；记下此时电流表A₂为I，根据并联电路电流的规律可知，此时通过灯的电流为I_L=I-0.76A，则灯泡的功率为：P=UI=3.8V（I-0.76A）．
（3）由电路图可知，当开关断开时，电压表串联在电路，测的是电源电压，故电压表示数较大，不能保护电压表．
故答案为：（1）1.14；（2）0.76；3.8V（I-0.76A）；（3）开关断开时电压表串联在电路，示数较大，不能保护电压表．

点评 本题测量小灯泡功率，考查电路的连接、功率的计算及在没有电压表情况下设计实验方案测功率的能力，有一定难度．