Question

小紅要測(cè)量額定電壓為3.8V小燈泡的功率（額定功率約1.2W）．器材如下：電源一個(gè)（6V），電流表一個(gè)（量程0～0.6A和0～3A），電壓表一個(gè)（量程0～3V和0～15V），開(kāi)關(guān)一個(gè)，滑動(dòng)變阻器一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，完成圖中甲的實(shí)物電路的連接．

（2）小紅正確連好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，但電壓表、電流表都有示數(shù)，可能原因是________．
（3）解決了問(wèn)題（2）以后小紅進(jìn)行調(diào)節(jié)，在移動(dòng)滑片的同時(shí)，要觀察________；若在某
位置電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，電流表的指針位置如圖乙所示，此時(shí)電流表的示數(shù)為_(kāi)_______A，小燈泡的實(shí)際功率為_(kāi)_______W．
（4）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)電壓表“0～15V”的量程已損壞，你能否重新設(shè)計(jì)出直接測(cè)定燈泡額定功率的合理電路圖，如果能，請(qǐng)畫(huà)出電路圖，如果不能，請(qǐng)說(shuō)明理由．
（5）小紅將滑片從左到右移動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，電壓增大的要比電流增大快，這是因?yàn)開(kāi)_______．

Answer 1

解：
（1）已知小燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表應(yīng)選擇0～15V量程并與小燈泡并聯(lián)．
（2）閉合開(kāi)關(guān)，電流表、電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電路是通路，燈泡不亮，原因是通過(guò)燈泡的電流太小．由于燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電路電流太小，是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器接入電路的電阻太大．
（3）電壓表與小燈泡并聯(lián)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，燈泡兩端電壓發(fā)生變化，所以需要觀察電壓表示數(shù)變化；燈泡額定電壓為3.8V，額定功率約1.2W，所以正常工作電流約I==≈0.32A．因此電流表選擇0～0.6A量程，讀數(shù)為0.34A；
小燈泡的實(shí)際功率為P=UI=4V×0.34A=1.36W．
（4）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V，所以將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，選擇0～3V量程．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.2V，小燈泡正常發(fā)光．
（5）小燈泡燈絲的材料、長(zhǎng)度、橫截面積都是確定的，燈絲兩端電壓升高，電流增大，發(fā)光亮度增大，同時(shí)燈絲阻值相應(yīng)增大．所以電壓增大的比電流快．
故答案為：
（1）實(shí)物連接如圖1
（2）滑動(dòng)變阻器接入的阻值過(guò)大
（3）電壓表的示數(shù)；0.34； 1.36
（4）能；電路連接如圖2
（5）燈絲的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大
分析：（1）連接實(shí)物圖時(shí)，應(yīng)注意電流表、電壓表量程及電流方向，滑動(dòng)變阻器要采用“一上一下”的接法；
（2）電路連接完畢，閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，原因有二：無(wú)電流通過(guò)或電流太��；
（3）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)量燈泡的額定功率，必須使燈泡兩端電壓為額定電壓；讀取電流表示數(shù)，首先明確電流表選擇的量程和對(duì)應(yīng)的分度值；已知燈泡兩端電壓和通過(guò)的電流，用公式P=UI可以計(jì)算燈泡的實(shí)際功率；
（4）串聯(lián)電阻具有分壓作用，已知電源電壓6V和燈泡額定電壓3.8V，可以知道滑動(dòng)變阻器兩端電壓低于3V；
（5）定值電阻通過(guò)的電流與兩端電壓成正比，燈絲電阻受溫度影響較大．
點(diǎn)評(píng)：正常電路電壓表與燈泡并聯(lián)，測(cè)量燈泡兩端電壓．此題（4）小題與之相反，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端電壓，既能滿足量程要求，又能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，采用的研究方法是轉(zhuǎn)換法，值得借鑒．