Question

（2013?達(dá)州）利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材，測定額定電壓為6V的小燈泡的電功率．已知滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“l(fā)2Ω 1A”的字樣，電源電壓保持不變．請完成下列相關(guān)問題：

（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是

P=UI

．
（2）在甲圖上補(bǔ)畫一根導(dǎo)線，使得測定小燈泡電功率的電路完整，要求滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗．
（3）連好電路后，要使滑動(dòng)變阻器的電阻絲全部接入電路，應(yīng)先將滑片P移至

b

（選填“a”“b”）端，再閉合開關(guān)S，此時(shí)電壓表示數(shù)為4.2V，對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)如圖乙所示．
（4）調(diào)節(jié)滑片P，當(dāng)P移至ab中點(diǎn)時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．
（5）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑片P，當(dāng)P移至另一點(diǎn)時(shí)，燈泡偏亮，讀出此時(shí)電壓表、電流表示數(shù)分別為6.5V、0.52A．
（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程填完下表．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	亮度	功率/W
1	4.2	0.4	偏暗	1.68
2	6.0	0.5	正常	3
3	6.5	0.52	偏亮	3.38

Answer 1

分析：（1）伏安法測燈泡電功率的原理是：電功率公式P=UI；
（2）要求滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗，即使整個(gè)電路中的電流變小，故此時(shí)電路中的電阻要變大，滑片最左端要和開關(guān)連接；
（3）連好電路后，閉合開關(guān)前，為防止電路中電流過大燒毀元件，變阻器的阻值應(yīng)在最大值處，故滑片P應(yīng)滑至b端；已知滑動(dòng)變阻器接入電路電阻最大，所以此時(shí)電路電流最小，根據(jù)滑動(dòng)變阻器允許通過的電流和電流表指針位置，確定此時(shí)的電路電流；已知燈泡兩端實(shí)際電壓和通過的電流，利用公式P=UI得到實(shí)際功率；
（4）（5）（6）①在上一步中，已知滑動(dòng)變阻器全部接入電路和通過電路的電流，可以得到滑動(dòng)變阻器兩端電壓；已知電壓表示數(shù)和滑動(dòng)變阻器兩端電壓，可以得到電源電壓；
②燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端電壓為額定電壓，已知電源電壓，可以得到滑動(dòng)變阻器兩端電壓；已知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻和兩端電壓，可以得到電路電流；已知燈泡額定電壓和通過的電流，利用公式P=UI得到額定功率．

解答：解：
（1）測量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)原理為P=UI；
（2）變阻器一端已經(jīng)連好，根據(jù)變阻器的工作原理，要想滑片右移時(shí)阻值變大，導(dǎo)線必須連在左下端，實(shí)物電路連接如右圖所示：
（3）連好電路后，閉合開關(guān)前，為防止電路中電流過大燒毀元件，變阻器的阻值應(yīng)在最大值處，故滑片P應(yīng)滑至b端；
滑動(dòng)變阻器接入電路電阻最大時(shí)，電路電流最小，而滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，所以電流表指針指示的電流是0.4A；
此時(shí)燈泡的實(shí)際功率為P₁=U₁I₁=4.2V×0.4A=1.68W；
（4）（5）（6）①滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U_最大=0.4A×12Ω=4.8V，
電源電壓為U=U₁+U_最大=4.2V+4.8V=9V；
②燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U_半=U-U_額=9V-6V=3V，
通過燈泡的電流為I_額=I_半=

U半

R半

=

3V

12 2 Ω

=0.5A，
燈泡的額定功率為P_額=U_額I_額=6V×0.5A=3W．
故答案為：
（1）P=UI；
（2）實(shí)物連接如下：
；
（3）b；
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	亮度	功率/W
1	4.2	0.4	偏暗	1.68
2	6.0	0.5	正常	3
3	6.5	0.52	偏亮	3.38

點(diǎn)評(píng)：在物理實(shí)驗(yàn)中，探究用電器的功率經(jīng)常見到，該類實(shí)驗(yàn)題總體難度不大，但是因?yàn)樯婕暗闹�識(shí)點(diǎn)較多，稍微馬虎就容易出錯(cuò)，故做該類題時(shí)細(xì)心最為重要．