Question

要測量一個額定電壓是3.8V小燈泡的額定功率，估計小燈泡工作時的電阻約為10Ω，現(xiàn)有電流表、電壓表、開關(guān)各一個，三個規(guī)格分別為“10Ω 0.5A”、“50Ω 0.5A”和“100Ω 0.1A”的滑動變阻器，導(dǎo)線若干，電源（8V）一個．

（1）王浩設(shè)計了如圖所示的電路圖，通過分析你認為王浩應(yīng)選用規(guī)格為

“50Ω 0.5A”

的滑動變阻器
（2）請你根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的器材連成實驗電路
（3）王浩正確選擇了滑動變阻器，按圖連接好電路、閉合開關(guān)、發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片，電壓表仍無示數(shù)，電流表也隨之變動，具體原因是

燈泡處短路

．
（4）王浩排除故障后繼續(xù)實驗，他通過觀察

亮度

 知道小燈泡達到了額定功率，電流表的示數(shù)如圖所示，該燈泡的額定功率是

1.52

 W．

Answer 1

分析：（1）求出燈泡正常發(fā)光時的電路電流，由串聯(lián)電路特點求出此時滑動變阻器電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器阻值，從而判斷使用哪種規(guī)格的滑動變阻器．
（2）把滑動變阻器串聯(lián)在電路中，注意應(yīng)接滑動變阻器的下端接線柱．
（3）燈泡不亮，燈泡斷路或短路，或燈泡外的電路斷路；電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；電壓表無示數(shù)，與電壓表并聯(lián)的燈泡短路或電壓表并聯(lián)部分之外的電路斷路，不能連接在電源上；移動滑動變阻器的滑片，電壓表仍無示數(shù)，電流表也隨之變動，滑動變阻器，正常；綜上所述知：燈泡短路．
（4）觀察燈泡亮度，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，等正常發(fā)光，此時電壓為額定電壓，功率為額定功率；確定電流表的量程、最小分度值，由電流表示數(shù)讀出電流值，由公式P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時電路電流I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A，滑動變阻器電壓U'=8-3.8=4.2V，滑動變阻器阻值R'=

U′

I

=

4.2V

0.38A

≈11.1Ω，應(yīng)選規(guī)格為“50Ω 0.5A”的滑動變阻器．
（2）滑動變阻器右端下面接線柱接開關(guān)右端接線柱，電路圖如圖所示．
（3）燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片，電壓表仍無示數(shù)，電流表也隨之變動，具體原因是燈泡處短路．
（4）觀察燈泡的亮度，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，燈泡電壓為額定電壓U=3.8V，功率為額定功率．
電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，由圖知電流表示數(shù)是I=0.4A，燈的額定功率P=UI=0.38V×0.4A=1.52W．
故答案為：（1）50Ω 0.5A；（2）電路圖如圖所示；（3）燈泡處短路；（4）亮度；1.52．

點評：1、電路故障一般有斷路與短路兩種情況，如果電路閉合后電路中無電流（電流表無示數(shù)）說明電路斷路；如果電路有電流但電流明顯超出正常值，說明電路短路．
2、實驗器材的選擇原則：①安全性原則：所選器材應(yīng)保證電路安全，電阻阻值不能太小、電壓表量程與電流表量程不應(yīng)太小，電源電壓不要太大，以免損壞電路元件．
②精確性原則：所選電壓表、電流表量程要合適，不要太大，方便讀數(shù)，減小讀數(shù)誤差，使測量值更準(zhǔn)確．
③方便操作 在保證安全的前提下，滑動變阻器的阻值盡可能小些，方便操作．
④經(jīng)濟性原則 使電路消耗的功率盡可能地小．