Question

15．為測量一只標有“6V3A”小燈泡的額定功率．實驗室備有．電壓表（量程0-3V、0-15V）一個、電流表（量程0-0.6A、0-3A）一個、“10Ω 2A”和“50Ω 1A”的滑動変阻器各一只．電源（電壓為12V）一個．開關一只，導線若干，小組同學通過討論、交流．設計了如圖甲所示的實驗電路圖．在根據電路圖進用實驗器材連接實物電路時．同組的三位立同學產生了分岐
甲同學：電壓表選用大量程．電流表選用小量程．滑動變阻器選用“10Ω 2A”的
乙同學：電壓表選用大量程．電流表選用小量程．滑動變阻器選用“50Ω 1A”的
丙同學：電壓表、電流表都選用小量程．滑動變阻器用“50Ω 1A”的．

（1）你認為同學乙（選填“甲”、“乙”或“丙”）的觀點是合理的請以筆畫線代替導線，將圖乙中的實物連接起來．
（2）請你對其他兩位同學的觀點進行評估．
（3）連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片發(fā)現小燈泡始終不亮，電流表無示數，電壓表有示數，則出現故障的原因可能是燈泡斷路．
（4）移動滑動變阻器的滑片得到了一組電壓和電流的數據，并填入設計的表格

次數	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W	平均電功率P/W
1	4.8	0.25
2	6	0.3
3	7.5	0.32

這種表格設十是否合理？答：不合理（選填“合理”或“不合理”）．理由是表格設計了平均功率一欄．

Answer 1

分析 （1）根據燈泡的額定電壓和電流來確定所需電壓表和電流表的量程；
計算出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律計算出燈泡正常發(fā)光時的電阻值；
根據電路圖連接電路，注意電流表和電壓表的量程選擇；
（2）根據（1）問所求得的電流表、電壓表的量程結合滑動變阻器的規(guī)格對其他兩位同學的觀點進行評估；
（3）燈泡不亮、電流表無示數，則說明電路有斷路處，電壓表有示數，則說明電壓表與電源兩極相連，說明與電壓表并聯的電路斷路；
（4）物體的實際電功率與實際電壓的大小有關，不同電壓下的電功率不同，計算平均功率沒有意義．

解答 解：（1）小燈泡的額定電壓為6V，所以電壓表應選擇0～15V的量程；額定電流為0.3A，所以電流表應選擇0～0.6A的量程；
滑動變阻器與燈泡串聯，所以燈泡正常發(fā)光時變阻器兩端的電壓為：
U_滑=12V-6V=6V；
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器電阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，所以應選擇“50Ω 1A”滑動變阻器，乙觀點合理；
根據電路圖連接實物圖，如圖所示：

（2）根據（1）的分析，甲同學：滑動變阻器阻值過小，小燈泡實際電壓總是超過額定電壓．小燈泡可被燒壞；
丙同學：電壓表量程過�。疅o法指示小燈泡的額定電壓，電壓表可能損壞；
（3）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片發(fā)現小燈泡始終不亮，電流表無示數，說明電路有斷路，電壓表有示數，則與電壓表并聯的燈泡斷路；
（4）燈泡的電功率與其兩端的電壓有關，隨電壓的變化而變化，由表格知，設計了平均功率欄，無意義，因此設計不合理．
故答案為：（1）乙；（2）甲同學：滑動變阻器阻值過小，小燈泡實際電壓總是超過額定電壓．小燈泡可被燒壞；丙同學：電壓表量程過�。疅o法指示小燈泡的額定電壓，電壓表可能損壞；（3）燈泡斷路；（4）不合理；表格設計了平均功率一欄．

點評 本題是測量小燈泡電功率的實驗，根據電功率的測量原理P=UI，實驗中要測量燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，所以要掌握電流表、電壓表的使用規(guī)則及讀數和電功率的計算，有關滑動變阻器的使用、電路故障的分析也是電學題目中經�？疾榈膬热荩瑧�熟練掌握．