Question

如圖甲所示，是小明在“測(cè)量小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)中連接的不完整的實(shí)驗(yàn)電路，所用小燈泡的額定電壓為3.8V，電源是電壓為6V且保持不變的蓄電池組．

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路連接完整．（要求：閉合開(kāi)關(guān)后，滑片P向左移動(dòng)時(shí)，小燈泡變亮）
（2）在連接電路前，開(kāi)關(guān)應(yīng)

斷開(kāi)

，防止因電路

短路

（選填“短路”或“開(kāi)路”）而損壞儀器．
（3）正確連接電路后，小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)，小燈泡突然熄滅，檢查發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，請(qǐng)你幫小明分析電路的故障可能是

小燈泡斷路

．
（4）排除故障閉合開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)為

3.8

V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，如果此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是

1.1

W，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為

7.3

Ω．（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（5）如果電壓表的0～15V量程被損壞，只有0～3V量程能正常使用，實(shí)驗(yàn)室里也沒(méi)有其它電壓表可供更換，要求利用現(xiàn)有器材測(cè)出小燈泡的額定功率．請(qǐng)?jiān)谔摼�框中畫(huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片P向左移動(dòng)時(shí)小燈泡變亮說(shuō)明電路中的電流變大、滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，即左下方接線柱必須接入電路中．
（2）連接實(shí)物圖時(shí)，開(kāi)關(guān)要處于斷開(kāi)狀態(tài)，防止短路現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，電流過(guò)大，損壞元件．
（3）電壓表有示數(shù)說(shuō)明與電壓表兩接線柱連接的電路是通路，小燈泡不亮、電流表的示數(shù)為零說(shuō)明電路斷路，即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚?BR>（4）額定電壓下燈泡正常發(fā)光，根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻．
（5）電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，當(dāng)燈泡電壓為3.8V，滑動(dòng)變阻器的電壓為2.2V＜3V，可以利用0～3V量程測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓．

解答：解：
（1）燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表的量程為0～15V，且與燈泡并聯(lián)；滑動(dòng)變阻器的左下方接線柱與燈泡左接線柱相連，如下圖所示：

（2）在連接電路前，開(kāi)關(guān)要處于斷開(kāi)狀態(tài)，防止短路現(xiàn)象發(fā)生時(shí)電流過(guò)大、損壞電路元件．
（3）小燈泡突然熄滅，檢查發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚�電路的故障可能是小燈泡斷路�?BR>（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為3.8V；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.3A；
燈泡的額定功率P=U_LI=3.8V×0.3A≈1.1W；
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R_滑=

U滑

I

=

2.2V

0.3A

≈7.3Ω．
（5）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，即要使燈泡電壓為3.8V，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，
所以把電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí)，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
電路圖如下圖所示：

故答案為：
（1）實(shí)物圖連接如上圖所示；  
（2）斷開(kāi)；短路；  
（3）小燈泡斷路；
（4）3.8；1.1；7.3；  
（5）電路圖如上圖所示．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電壓表的使用、電路圖的設(shè)計(jì)、故障問(wèn)題分析、電流表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律以及電功率公式的應(yīng)用等．這些知識(shí)點(diǎn)是伏安法測(cè)功率中最常見(jiàn)的內(nèi)容，一定要掌握好．