Question

7．小雨在折手電筒時，發(fā)現(xiàn)手電筒的小燈泡標(biāo)有“3.8V”的字樣，他想通過實(shí)驗(yàn)測量該燈泡的額定功率，圖甲為他所連的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路接線有錯誤，小雨只作了一處改動就閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請在他接錯的導(dǎo)線上畫“×”，并改正．
（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則產(chǎn)生此故障的原因可能是燈泡短路．
（3）排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，小雨發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為“2.8V”，在此基礎(chǔ)上，為了能測量泡的額定功率，必頸將滑片P向右（填“左”或“右”）端移動，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖乙所示．則該小燈泡額定功率為1.14W．
[拓展]：在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，老師又出示了數(shù)百歐的電阻R_x，提問能否用現(xiàn)有器材，利用伏安法測量電阻R_x．同學(xué)們分析得出上述器材不行，原因是：阻值太大，電流太小，無法測出．接著，小雨與其他同學(xué)經(jīng)過討論，通過增加一電阻箱R_u（0～9999Ω 5A），電路符號定值電阻（阻值約200Ω）、單刀雙擲開關(guān)，利用等效替代的方法，測出R_x的阻值，請在如圖丙的方框中畫出小雨設(shè)計的電路圖．

Answer 1

分析 （1）錯誤在于將變阻器的金屬桿接入了電路，滑動變阻器依靠改變接入電路的電阻線的長度改變電阻，連接方法是“一上一下，如下圖所示；
（2）電流表有示數(shù)，說明電路為通路；燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的燈短路了；
（3）根據(jù)分壓原理確定滑片移動的方向；根據(jù)電流表小量程確定電流大小，根據(jù)P=UI求燈的額定電功率；
拓展：在電源電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流隨導(dǎo)體電阻的增大而減�。�
利用等效替代的方法，通過單刀雙擲開關(guān)的轉(zhuǎn)換，將待測電阻與電阻箱分別與定值電阻串聯(lián)，根據(jù)分壓原理，當(dāng)電壓表示數(shù)相等時，待測電阻阻值與電阻箱阻值相等．

解答 解：（1）由實(shí)物圖知，滑動變阻器上面的兩個接線柱同時接入了電路，此時移動滑片，不能改變電路電流，必須要“一上一下”選擇接線柱，如圖所示：

（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，說明電路為通路；燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的燈短路了，導(dǎo)致電壓表與一根導(dǎo)線并聯(lián)了；
（3）因電壓表示數(shù)為2.8V小于3.8V，所以應(yīng)增加燈的電壓，減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻即可，所以滑片向右移動；
電流表小量程分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，燈的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
拓展：
電流與電阻成反比，電阻越大，電流越小，阻值太大，電流太小，電流表無法測出其大��；
將待測電阻與電阻箱分別與定值電阻串聯(lián)，電壓表分別測待測電阻和電阻箱的電壓，如下圖所示：
將單刀雙擲開關(guān)置于a，記下電壓表示數(shù)；再將開關(guān)置于b，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值大小，使電壓表示保持不變，根據(jù)分壓原理，待測電阻阻值與電阻箱阻值相等．
故答案為：
（1）電路圖如上圖所示；
   （2）燈泡短路；
（3）右； 1.14．
拓展：
阻值太大，電流太小，電流表無法讀數(shù)；
如上圖所示．

點(diǎn)評 本題測量該燈泡的額定功率，考查電路的連接、覺見電路的故障分析、電功率的計算及等效替代法及設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案的能力．