Question

8．測量小燈泡的電功率，用到的器材如圖甲所示，已知小燈泡的額定電壓為3.8V，電阻約為10Ω，電源電壓恒為6V，規(guī)格為“5Ω 1A”和“50Ω 1A”的滑動變阻器各一個供選擇．

（1）滑動變阻器應選用規(guī)格為50Ω 1A．
（2）請你用筆畫線代替導線，把圖甲中的實物連接完整的測量電路，（要求滑動變阻器的滑片向右移動時燈變亮）
（3）連接完電路后，閉合開關，發(fā)現燈泡不亮，電流表無示數，而電壓表有示數，且接近電源電壓，原因可能是燈泡處斷路（燈泡的燈絲斷了；燈泡或燈座的接線處接觸不良）．
（4）小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數如圖乙所示，該示數是0.4A，此時小燈泡消耗的電功率是1.52W．
（5）如果電壓表量程0-15V損壞，量程0-3V能正常使用，仍利用現有的器材完成實驗，請在方框內畫出你設計的電路圖．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器規(guī)格的選擇要同時考慮滑動變阻器的電阻和電流．滑動變阻器最大電阻稍大于電路中需要的電阻，既能滿足電路需要，又能使電路測量值比較準確．滑動變阻器允許通過的電流大于電路最大電流；
（2）把燈泡、電流表、滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端；注意滑動變阻器有4個接線柱，選擇一上一下接線柱接入電路．并根據題目的要求選擇要接入的下接線柱，電壓表的量程可根據燈泡的額定電壓進行選擇；
（3）燈不亮，電流表無示數，可能是電路斷路了，根據電壓表示數接近電源電壓，分析判斷故障原因；
（4）由圖乙所示，讀出燈泡在額定電壓的電流，根據P=UI計算燈泡的額定功率；
（5）電壓表0～15V量程損壞，只能使用0～3V量程，燈泡正常發(fā)光時燈泡電壓是3.8V＞3V，此時滑動變阻器兩端電壓是6V-3.8V=2.2V，因此電壓表不能測燈泡兩端電壓，可用電壓表測滑動變阻器兩端電壓，據此設計實驗電路圖．

解答 解：
（1）燈泡的額定電壓為3.8V，燈泡額定電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A；電源電壓約為6V，燈泡額定電壓為3.8V，滑動變阻器電壓至少為U滑=U源-U=6V-3.8V=2.2V，滑動變阻器電阻至少為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.2V}{0.38A}$≈5.8Ω，故選擇的變阻器規(guī)格為“50Ω 1A”；
（2）燈泡額定電壓為3.8V，電壓表應選擇15V量程，把燈泡、電流表、滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，要求滑動變阻器的滑片向右移動時燈變亮，應接入右下接線柱，如圖所示：

（3）燈泡不亮，電流表無示數，說明電路無電流，電路出現斷路，電壓表示數接近電源電壓，說明電路有電壓，即測量的是電源電壓，因此可能是電路中燈泡斷路了（燈泡的燈絲斷了；燈泡或燈座的接線處接觸不良）；
（4）由圖乙可知，電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數I=0.4A，燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（5）電壓表0～15V量程損壞，電壓表與滑動變阻器并聯，如圖所示：

故答案為：（1）50Ω 1A；（3）燈泡處斷路（燈泡的燈絲斷了；燈泡或燈座的接線處接觸不良）；（4）0.4；1.52．

點評 本題考查了實物電路圖連線、設計實驗電路圖、電流表讀數、求燈泡的額定功率，電路故障的判斷，是實驗的�？純热�，要掌握．