Question

10．某實驗小組的同學用下圖所示器材測量小燈泡的電功率．已知電源電壓恒為6V不變，待測燈泡的額定電壓為3.8V，功率估計在1.1W左右．

（1）請在圖甲中用筆畫線代替導線，使其成為完整的實驗電路．
（2）請根據(jù)實物圖在右側虛線框內畫出對應電路圖．
（3）連接電路時，開關應該斷開．
（4）閉合開關前，滑動變阻器滑片P應該位于B 端（選填A或B）．
（5）閉合開關，同學們發(fā)現(xiàn)，電流表沒有示數(shù)，燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，此時電路故障為小燈泡斷路．
（6）故障排除后，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器換片P，使燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖丙所示為0.3A，則待測燈泡的額定功率為1.14W；
（7）若實驗器材中電壓表0～15V量程被損壞，利用上圖器材怎樣測定待測燈泡的額定功率？簡要步驟
把電壓表和變阻器并聯(lián)，移動滑片使電壓表示數(shù)等于2.2V，讀出電流表示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表量程，然后把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
（2）根據(jù)實物電路圖作出電路圖；
（3）為保護電路，連接電路時，開關應斷開；
（4）為防止閉合開關時，電路中電流過大燒壞用電器，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；
（5）電壓表有示數(shù)，說明與電壓表兩接線柱連接的電路是通路，電流表無示數(shù)，說明電路斷路，從而判斷出故障的可能原因；
（6）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計算燈泡的額定功率；
（7）電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，當燈泡電壓為3.8V，滑動變阻器的電壓為2.2V＜3V，可以利用0～3V量程測量滑動變阻器的電壓；按此分析將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)進行實驗即可．

解答 解：
（1）燈泡額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程，把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如圖所示：

（2）根據(jù)實物電路圖作出電路圖，電路圖如圖所示：

（3）為了保護電路，在按電路圖連接電路時，應先將開關斷開；
（4）在閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應調至阻值最大處，根據(jù)電路連接可知，應該將滑片調至B端；
（5）連好電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路，所以出現(xiàn)故障的可能原因是燈泡的燈絲斷了（或連接燈泡的導線斷了）；
（6）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以示數(shù)為0.3A；額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（7）①燈泡和滑動變阻器串聯(lián)在電路中；②把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端；③滑動變阻器的滑片，使滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V；④讀出電流表示數(shù)．
故答案為：（1）見上圖；（2）見上圖；（3）斷開；（4）B；（5）小燈泡斷路；（6）0.3；1.14；（7）把電壓表和變阻器并聯(lián)，移動滑片使電壓表示數(shù)等于2.2V，讀出電流表示數(shù)．

點評 本題考查了伏安法測小燈泡額定功率的實驗，考查了設計實驗電路圖、連接實物圖、電流表讀數(shù)、求額定功率等內容，涉及的知識點較多，但都屬于基礎題；知道伏安法測功率的原理是解題的關鍵．