Question

4．在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，選用如下器材：12V蓄電瓶一個(gè)、額定電壓為12V的小燈泡（額定功率小于16W）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器（15Ω 2A）、開關(guān)和導(dǎo)線．如圖14甲所示是沒(méi)有連接完整的電路．

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表有示數(shù)，燈泡卻不發(fā)光，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路
（3）排除故障后，通過(guò)正確的操作，得到多組I、U數(shù)據(jù)，作出如圖乙所示的I-U圖象，由圖乙可知，燈泡兩端的電壓為12V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為1.2A，燈泡的額定功率為14.4W；該小燈泡符合（選填“符合”或“不符合”）制造規(guī)格．
（4）根據(jù)（1）問(wèn)中連接好的電路，排除（2）問(wèn)中的故障，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片，能否實(shí)現(xiàn)燈泡兩端的電壓從零連續(xù)變化到12V？答：不能（選填“能”或者“不能”），其理由是：小燈泡有電阻會(huì)分壓，其兩端電壓不會(huì)為零，因此不能從零連續(xù)變化到12V．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，由燈泡的額定電壓確定電壓表量程，由燈泡正常發(fā)光電流確定電流表量程；
（2）閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡短路、或燈泡斷路、或燈泡之外電路存在斷路；電流表指針不動(dòng)，說(shuō)明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源兩極相連，與電壓表并聯(lián)的小燈泡之外不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡斷路；
（3）根據(jù)圖象找出燈泡兩端電壓為12V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，根據(jù)額定功率判定燈泡是否符合規(guī)格；
（4）滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，從燈泡有電阻這一角度分析．

解答 解：（1）燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路中，滑動(dòng)變阻器采用一上一下的接法；燈泡的額定電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{16W}{12V}$=1.3A，故電流表的量程為0-3A；電壓表并聯(lián)到燈泡的兩端，如圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動(dòng)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是燈泡斷路；
（3）由圖象可知，燈泡兩端電壓U=12V，對(duì)應(yīng)的電流I=1.2A，則燈泡的額定功率：P=UI=12V×1.2A=14.4W＜16W，故符合制造規(guī)格；
（4）由題意可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入阻值為其最大值，因?yàn)闊襞萦须娮�，燈兩端分得的電壓最小，但不能�?，所以不能實(shí)現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到12V．
故答案為：（1）如圖；（2）燈泡斷路；（3）1.2；14.4；符合；（4）不能；小燈泡有電阻會(huì)分壓，其兩端電壓不會(huì)為零，因此不能從零連續(xù)變化到12V．

點(diǎn)評(píng) 此題考查電功率的測(cè)量，考查了實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)、小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的故障分析，電功率的計(jì)算等，串聯(lián)電路分壓原理的理解，對(duì)學(xué)生的綜合分析能力要求比較高．