Question

小強(qiáng)同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室做“測定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)．被測小燈泡的額定電壓為3.8V，電阻約為10Ω．實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A  0～3A）、電壓表（0～3V  0～15V）、開關(guān)各一只，導(dǎo)線若干，滑動(dòng)變阻器：R（50Ω  0.5A）．同學(xué)們設(shè)計(jì)的電路如圖所示：
（1）電壓表應(yīng)選用

0～15V

擋．
（2）右圖是她實(shí)驗(yàn)的電路，但連接不完整，請你幫她完成電路的連接，要求：滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變亮．
（3）小強(qiáng)連好電路閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障的原因可能是

燈泡斷路

（寫出一種即可）
（4）如果電壓表只有0～3V量程能用，怎樣利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材順利完成實(shí)驗(yàn)？
①請?jiān)谟疫吙瞻孜蛔赢嫵稣�確的實(shí)驗(yàn)電路圖；
②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使燈泡正常發(fā)光，則此時(shí)電壓表的示數(shù)為

2.2

V；
③當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為0.88W，則燈泡的額定功率是

1.52

W．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程；
（2）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變亮，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接右下接線柱；
（3）電路故障可能是：斷路或短路，根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障原因．
（4）電源電壓是6V，燈泡額定電壓是3.8V，燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器電壓是6V-3.8V=2.2V＜3V，電壓表只有
0～3V量程能用，所以可以把電壓表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)伏安法測燈泡功率的原理作出實(shí)驗(yàn)電路圖；根據(jù)滑動(dòng)變阻器的功率求出電路電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）燈泡額定電壓是3.8V，因此電壓表應(yīng)選0～15V量程；
（2）電壓表選0～15V量程，滑動(dòng)變阻器接右下接線柱，滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，
電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖甲所示；
（3）如果燈泡斷路，則燈泡不亮，電路中電流為零，電流表無示數(shù)，
與燈泡并聯(lián)的電壓表與電源兩極相連，測電源電壓，電壓表有示數(shù)，因此電路故障是燈泡斷路；
（4）①電壓表只有0～3V量程能用，電壓表可與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電路圖如圖乙所示；
②燈泡額定電壓是3.8V，燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器電壓是6V-3.8V=2.2V；
③燈泡正常發(fā)光時(shí)U_滑=2.2V，功率P_滑=0.88W，∵P=UI，∴電路電流I=I_滑=

P滑

U滑

=

0.88W

2.2V

=0.4A，
燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
故答案為：（1）0～15V；（2）實(shí)物電路圖如圖甲所示；（3）燈泡斷路；
（4）電路圖如圖乙所示；2.2；1.52．

點(diǎn)評：本題考查了電壓表量程的選擇、連接電路圖、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、求燈泡額定功率等問題，是實(shí)驗(yàn)的常考問題；要根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路對學(xué)生來說有一定的難度，知道實(shí)驗(yàn)原理、所給器材是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖的前提與關(guān)鍵．