Question

在一次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)比賽中，老師給定了以下器材：一個(gè)輸出電壓為9V的穩(wěn)壓電源、一只電壓表、一個(gè)電阻箱R¹、一個(gè)最大值為40Ω的滑動(dòng)變阻器R、兩只開(kāi)關(guān)以及導(dǎo)線若干，要求測(cè)定一只額定電壓為6V的小燈泡L正常工作時(shí)的電阻和額定功率．聰明的李明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖，順利完成了實(shí)驗(yàn)．

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖乙圖中電壓表正確接入實(shí)物電路中．
（2）李明在實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路正確連接后，只閉合開(kāi)關(guān)S₁，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表示數(shù)較小，其原因是：

 

．
（3）經(jīng)過(guò)調(diào)整操作后，使電壓表示數(shù)等于6V后，保持滑動(dòng)變阻器R的滑片P位置不動(dòng)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，再閉合開(kāi)關(guān)S₂，調(diào)整電阻箱R¹接入電路的阻值，使電壓表的示數(shù)再次等于6V，此時(shí)電阻箱的示數(shù)如圖24丙所示，則電阻箱接入電路的阻值為

 

Ω，由此可知小燈泡的電阻為

 

Ω．小燈泡電阻的得出是運(yùn)用了物理研究中的

 

（填“控制變量法”或“等效替代法”）．
（4）根據(jù)以上獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知小燈泡的額定功率為

 

W．

Answer 1

分析：（1）先確定電壓表的量程，然后根據(jù)電路圖將電壓表并聯(lián)在電路中．
（2）如果流過(guò)燈泡的電流很小，燈泡實(shí)際功率很小，燈泡不發(fā)光．
（3）按電阻箱的讀數(shù)方法讀出電阻箱的阻值，即小燈泡的電阻；本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了等效替代法測(cè)電阻，由于實(shí)驗(yàn)中電阻箱與待測(cè)電壓表兩端電壓相等，流過(guò)它們的電流相等，由歐姆定律可知，燈泡的電阻與電阻箱的阻值相等．
（4）根據(jù)電功率公式求出燈泡額定功率．

解答：解：（1）電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓，并且燈泡的額定電壓為6V，電壓表選擇0～15V的量程，把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示．

（2）合開(kāi)關(guān)S₁，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，電壓表示數(shù)較小，說(shuō)明燈泡兩端電壓很小，燈泡實(shí)際功率很小，不足以引起燈泡發(fā)光，所以燈泡不發(fā)光．
（3）由圖丙所示電阻箱可知，電阻箱阻值為：0×100Ω+0×10Ω+8×1Ω+0×0.1Ω=8Ω；
由于實(shí)驗(yàn)中電阻箱與燈泡兩端電壓U相等，流過(guò)它們的電流I相等，由R=

U

I

可知知：電阻箱阻值與燈泡的電阻相等，所以本實(shí)驗(yàn)用等效替代法測(cè)燈泡的阻值．
（4）燈泡的額定功率：P=

U2

R

=

(6V)2

8Ω

=4.5W．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）電路中電流太小，燈泡的實(shí)際功率太小，達(dá)不到發(fā)光功率；（3）8；8；等效替代法；（4）4.5．

點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)主要考查了連接實(shí)物電路圖、電阻箱讀數(shù)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，難度較大，是一道難題；本實(shí)驗(yàn)應(yīng)了等效替代法，要注意體會(huì)、應(yīng)用，這是本題解題的關(guān)鍵．