Question

運(yùn)用如圖a所示的實(shí)驗(yàn)器材做測小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)，其中小燈泡標(biāo)有“3.8V”的字樣、燈絲電阻約為10Ω左右．請完成或回答以下兩組問題．
第一組問題：
（1）補(bǔ)畫導(dǎo)線，把圖（a）中的器材連接成實(shí)驗(yàn)電路，要求導(dǎo)線不交叉，且滑動變阻器的滑片P向右滑動時(shí)燈泡變亮；
（2）在連接電路前，應(yīng)先將開關(guān)

斷開

，并將滑動變阻器的滑片P移到

A或C

端；
（3）電路連好后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓為2.5V，這時(shí)小燈泡的亮度

較暗

（較亮、較暗），為使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑片P應(yīng)向

右

端移動；
（4）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的指示如圖b，則小燈泡額定功率為

1.216

W；
（5）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的燈絲電阻為

11.875

Ω．
第二組問題：
（1）某同學(xué)連接好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，其原因是：

電流表正、負(fù)接線柱接反了

；
（2）若閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表有指示，而電壓表指針不動，可能的原因是

燈泡短路

；
（3）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄和有關(guān)計(jì)算如表所示：

實(shí)驗(yàn)序號	電壓（V）	電流（A）	電功率（W）	額定功率（W）
1	3.0	0.25	0.75	1.07
2	3.8	0.3	1.14
3	4.1	0.32	1.31

從表格設(shè)計(jì)和有關(guān)數(shù)據(jù)看，該同學(xué)所犯的錯誤是：

三次所測功率的平均值是額定功率

．
針對他的錯誤，你認(rèn)為正確的結(jié)果是：

在額定電壓下工作時(shí)的功率為額定功率，即1.14W

．
（4）若實(shí)驗(yàn)器材中電壓表0～15V的量程不靈，而0～3V的量程正常，電源電壓為6V，在這樣的前提下，要以用什么辦法測出小燈泡的額定功率？請畫出這種情況下的實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析：第一組問題：
（1）由燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)；由燈泡的額定電壓和電阻確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯(lián)；注意電壓表和電流表的正負(fù)接線柱；滑動變阻器滑片右滑，燈泡變亮，電路電流變大，總電阻變小，滑動變阻器連入電路電阻變�。�
（2）連接電路前，應(yīng)將開關(guān)斷開，滑片處于最大阻值處．
（3）燈泡亮度取決于燈泡的實(shí)際功率．實(shí)際功率越大，燈泡越亮．
實(shí)際功率取決于實(shí)際電壓，實(shí)際電壓越大，實(shí)際功率越大．實(shí)際電壓越小，燈泡越暗．
要使燈泡正常發(fā)光，要增大燈泡電壓，增大燈泡電流，總電阻減小，滑動變阻器電阻減�。�
（4）電流表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少．知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率．
（5）根據(jù)歐姆定律的變形公式即可求出電阻．
第二組問題：
（1）電流從電流表的正接線柱流入負(fù)接線柱流出，否則指針會反偏．
（2）電流表有示數(shù)說明電路是通路，電壓表無示數(shù)說明電壓表并聯(lián)部分短路．
（3）額定功率是指燈泡兩端電壓等于額定電壓時(shí)的實(shí)際功率．
（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，電壓表0～15V的量程損壞，0～3V的量程正常，可以把電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

解答：解：（1）燈泡額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)．
燈泡電流約為：I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A＜0.6A，所以電流表選擇0～0.6A量程，電流表與燈泡串聯(lián)．
滑動變阻器滑片右移，燈泡變亮，電路電流變大，總電阻變小，滑動變阻器連入電路電阻變小，滑動變阻器接右半段，所以滑動變阻器接右下端接線柱串聯(lián)在電路中．如圖所示：

（2）連接電路前，開關(guān)處于斷開狀態(tài)；并且使滑動變阻器連入電路的阻值最大，故將滑片移至A或C端．
（3）當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，小于燈泡的額定電壓，因此燈泡實(shí)際功率小于燈泡的額定功率，即小燈泡的亮度較暗．
要使燈泡正常發(fā)光，需增大燈泡兩端電壓，即減小滑動變阻器接入電路的電阻，故將滑片向右移．
（4）電流表使用的0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.32A；
小燈泡額定功率：P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
（5）∵I=

U

R

∴R=

U

I

=

3.8V

0.32A

=11.875Ω．
第二組問題：
（1）電流表指針向左偏轉(zhuǎn)說明電流表的正負(fù)接線柱接反了．
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表有指示，而電壓表指針不動，可能的原因是燈泡的燈絲短路．
（3）不同電壓下的實(shí)際功率不同，因此功率不可以求平均值，因此該同學(xué)把三次所測功率的平均值是額定功率是錯誤的；
額在額定電壓下工作時(shí)的功率為額定功率，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，燈泡的額定功率為1.14W．
（5）電壓表0～15V的量程損壞，0～3V的量程正常，并且燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，因此可以把電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，移動滑片的位置，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2V時(shí)，燈泡兩端電壓等于其額定電壓，燈泡正常發(fā)光，電路如圖所示：
．
故答案為：第一組：（2）斷開；A或C；（3）較暗；右；（4）1.216；（5）11.875；
第二組：（1）電流表正、負(fù)接線柱接反了；（2）燈泡短路；（3）三次所測功率的平均值是額定功率；在額定電壓下工作時(shí)的功率為額定功率，即1.14W．

點(diǎn)評：本題考查了實(shí)物電路圖的連接、電表量程的選擇、電流表的讀數(shù)、歐姆定律和電功率的計(jì)算、滑動變阻器的正確使用、電路故障的判斷等，涉及的知識點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，但這些知識都是學(xué)生必須掌握的內(nèi)容，也是實(shí)驗(yàn)經(jīng)常考查的內(nèi)容，注意掌握．