Question

12．在“測定小燈泡的額定功率”的實驗中，小李同學設計的電路如圖甲所示，他選用的小燈泡的額定電壓為3.8V，電阻約為10Ω左右，電源為6V且不變．

（1）連好電路后，閉合開關S，小明發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)為6V，產生故障的原因可能是哪幾種情況BC．（填寫序號）
A．小燈泡短路   　B．小燈泡的燈絲斷了     C．小燈泡的燈座接觸不良
D．電壓表的正、負接線柱接反      E．滑片放在最小值處．
（2）排除故障后，調節(jié)滑動變阻器使小燈泡在額定電壓下正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)位置如圖乙所示，則燈泡的額定功率為1.064W．
（3）同桌小王在用小李的器材進行實驗時，遇到下面的問題，請你為她解決問題：問題：電流表突然壞了，老師給了她一個已知阻值的電阻R₀，小王應該如何去測量小燈泡的額定功率？作圖并寫出表達式． 
表達式：P_額=$\frac{3.8VU}{{R}_{0}}$．

次數(shù)	U/V	I/A	P/W
1	2.00	0.16	0.32
2	2.50	0.25	0.63
3	3.00	0.27	0.81
小燈泡電功率的平均值P平均=0.59W

（4）在實驗過程中同學間相互診斷出現(xiàn)的問題，對學習很有幫助．請你也參與進來，對下面的問題進行診斷．（指出錯誤，或說明錯誤的原因）
病癥一：測小燈泡電功率實驗數(shù)據的表格設計有不妥之處．
病癥二：連接完電路后，閉合開關，電壓表和電流表的示數(shù)出現(xiàn)如圖丙所示的非正常情況．

病癥一診斷	病癥二診斷

Answer 1

分析 （1）掌握斷路和短路的區(qū)別：斷路則電路中無電流，斷開處的電壓為電源電壓；被短路的用電器不工作，兩端無電壓，電路中仍有電流；然后根據各個選項進行分析；
（2）根據圖甲確定電流表的量程和分度值，讀出電流值，根據P=UI計算出電功率；
（3）電流表損壞，可以把定值電阻與燈泡串聯(lián)，測出燈泡正常發(fā)光時定值電阻兩端電壓，應用歐姆定律求出電路電流，然后求出燈泡功率；
（4）燈泡在額定電壓下的功率是燈泡的額定功率，不能把不同電壓下燈泡實際功率的平均值做為燈泡的額定功率；根據圖示電表從電表接法與量程選擇的角度分析答題．

解答 解：
（1）A、小燈泡短路，則電壓表的示數(shù)為零，所以A錯誤；
B、小燈泡的燈絲斷了，則燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)為6V，所以B正確；
C、小燈泡的燈座接觸不良，電路斷路，則燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)為6V，所以C正確；
D、電壓表的正、負接線柱接反，則電壓表指針反轉，所以D錯誤；
E、滑片放在阻值最小處，電流表示數(shù)較大，所以E錯誤；
（2）根據圖甲，電流表選擇的是0～0.6A的量程，分度值為0.02A，小燈泡在額定電壓下正常發(fā)光時示數(shù)為0.28A，所以燈泡的額定功率為P=UI=3.8V×0.28A=1.064W；
（3）電流表損壞，實驗中沒有電流表，可以把定值電阻與燈泡串聯(lián)，測出通過定值電阻電流，即電路電流，然后求出燈泡電功率，實驗電路圖如下圖所示；
實驗步驟：①按實驗電路圖連接實驗電路，電壓表與燈泡并聯(lián)；
②閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V；然后保持滑片位置不變，把電壓表與定值電阻并聯(lián)，測出定值電阻兩端電壓U；
③整理實驗器材，通過定值電阻的電流I=$\frac{U}{{R}_{0}}$，燈泡功率P=U_LI=$\frac{3.8VU}{{R}_{0}}$；
；
（4）病癥一：燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，燈泡在不同電壓下的功率不同，求不同電壓下的實際功率的平均值沒有意義；
病癥二：由圖丙可知，電壓表指針反向偏轉，是由于電壓表正負接線柱接反了造成的；由圖所示電流表可知，電流表指針超過最大量程，這是由電流表量程太小造成的．
故答案為：
（1）BC；（2）1.064；
（3）實驗步驟：①按實驗電路圖連接實驗電路，電壓表與燈泡并聯(lián)；②閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V；然后保持滑片位置不變，把電壓表與定值電阻并聯(lián)，測出定值電阻兩端電壓U；③整理實驗器材，通過定值電阻的電流I=$\frac{U}{{R}_{0}}$，燈泡功率P=U_LI=$\frac{3.8VU}{{R}_{0}}$；
圖見上；$\frac{3.8VU}{{R}_{0}}$；
（4）病癥一：求不同電壓下功率的平均值沒有實際意義；
病癥二：電壓表正負接線柱接反了，所選電流表量程太小．

點評 本題考查了電路故障的判斷、電表讀數(shù)、求燈泡功率、實驗設計等問題．對電表讀數(shù)時，應先確定電表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．