解题思路:(1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,并将电压表并联在灯泡两端;
(2)电流表的指针在来回晃动,说明电路时通时断;
无论怎样移动滑片,电压表始终大于3.8V,说明滑动变阻器两端电压较小,据此分析原因;
(3)根据欧姆定律的变形公式分别求出1、2次实验中灯丝的电阻,比较即可知道灯丝电阻是否变化;
根据表中数据读出额定电压对应的电流,根据P=UI即可求出灯泡的额定功率;
根据电压表、电流表的示数进行判断;
(4)当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡的实际功率等于额定功率,关键是根据串联电路的特点、定值电阻的阻值以及欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流,然后根据P=UI即可表示出灯泡额定功率的表达式.
(1)因为灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表的量程选择0~15V,因此将电压表的15V接线柱与灯泡的右接线柱相连,如下图所示:
(2)闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现电流表的指针在来回晃动,说明电路时通时断,因此故障为滑动变阻器的滑片与线圈接触不良;
无论怎样移动滑片,电压表始终大于3.8V,说明滑动变阻器两端电压较小,为了是滑动变阻器两端电压变大,则需增大滑动变阻器的电阻,因此更换阻值更大的滑动变阻器,或在电路中串联一个用电器;
(3)由I=[U/R]可知,实验中,第一次实验的电阻:R1=
U1
I1=[2V/0.25A]=8Ω;
第二次实验的电阻:R2=
U2
I2=[3.8V/0.3A]≈12.7Ω;
显然小灯泡的电阻是变化的;
灯泡的额定功率:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
第三次实验中,电流表无示数,说明电路出现断路故障;电压表等于电源电压,说明电压表与电源两极相连,故电路故障为灯泡断路;
(4)①闭合开关S、S2,滑动变阻器与灯泡串联,因此调节滑动变阻器,使电压表示数为3.8V;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,然后断开S2,闭合S1时,定值电阻、灯泡以及滑动变阻器串联,读出此时电压表示数记为U0,则定值电阻两端电压为U0-3.8V,电路中的电流:I=
U0−3.8V
R0;
③小灯泡额定功率的表达式:P额=U额I=
3.8V×(U0−3.8V)
R0.
故答案为:(2)滑动变阻器的滑片与线圈接触不良;更换阻值更大的滑动变阻器或在电路中串联一个用电器;(3)变化;1.14;灯泡断路;(4)①3.8;②断开S2,闭合S1;③
3.8V×(U0−3.8V)
R0.
点评:
本题考点: 电功率的测量.
考点点评: 此题是测量灯泡的额定功率实验,考查了电压表的连接,欧姆定律和电功率计算公式的应用,同时还考查了利用定值电阻和电压表测量灯泡额定功率的原理,有一定的难度.