Question

7．在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，小雯同學設計的電路如圖甲所示，她選用的小燈泡的額定電壓為3.8V，額定功率約為2W．
（1）請用筆畫線代替導線，按照圖甲所示的電路圖，連接圖乙中的實物電路（導線不得交叉）．

（2）閉合開關后，調節(jié)滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)為3.8V時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為0.4A，則燈泡的額定功率為1.52W．
（3）另一組的同學按圖甲電路連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出實驗中兩個操作不當之處：①連接電路時，開關未斷開；②閉合電路前，滑動變阻器滑片沒有置于最大阻值處．
（4）圖丙所示電路中（R阻值已知），無電壓表也能測出該燈泡額定功率的是C．

Answer 1

分析 （1）小燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表選大量程，根據(jù)額定功率和額定電壓求出正常發(fā)光時的電流，確定電流表的量程，連接時注意電表正負接線柱和變阻器接線柱的連接；
（2）由P=UI可以求出燈泡額定功率；
（3）連接電路時要斷開開關，滑片要置于最大阻值處；
（4）要測出小燈泡的額定功率，需使其兩端的電壓為額定電壓．因為沒有電壓表，所以，可以用電流表和定值電阻來代替，并且與電燈并聯(lián)，當通過電阻的電流I=$\frac{3.8V}{R}$，小燈泡正常發(fā)光；通過開關的轉換，在不改變電路連接方式的前提下，使電流表測算出燈正常工作時的電流，燈的額定功率可求．

解答 解：（1）小燈泡的額定電壓為3.8V大于3V，電壓表選用大量程，小燈泡正常工作時的電流I_L=$\frac{2W}{3.8V}$=0.53A＜0.6A，電流表選用小量程，把開關、滑動變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)接入電路，注意滑動變阻器滑片左邊電阻連入電路，如右圖所示；
（2）燈泡的額定功率P_L=U_LI_L=3.8V×0.4A=1.52W；
（3）連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)光，說明電路閉合，連接電路時沒有斷開開關；燈泡發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明電路電流太大，電路總電阻太小，滑動變阻器滑片沒有置于最大阻值處；
（4）要使小燈泡正常發(fā)光，必須使燈泡兩端的電壓等于3.8V，將定值電阻與燈泡并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓相等，移動滑動變阻器的滑片，當定值電阻兩端的電壓為3.8V時，通過它的電流I_R=$\frac{3.8V}{R}$，小燈泡兩端的電壓為3.8V，一定正常發(fā)光；保持滑片的位置不動，在不改變電路連接關系的情況下，通過開關的轉換，使電流表測干路中的電流I_總，因通過定值電阻的電流保持不變，從而求出燈正常發(fā)光時的電流I_L=I_總-I_R=I_總-$\frac{3.8V}{R}$，根據(jù)P_L=U_L×I_L可求燈的額定功率．
A、無法得知小燈泡是否正常發(fā)光，A圖不正確；
B、無法得知燈泡兩端的電壓是否為3.8V，B圖不正確；
C、由（4）的分析，C圖正確；
D、只閉合左邊的開關，燈被短路，電流表則通過定值電阻的電流；只閉合右邊的開關，R被短路，電流表則通過燈的電流，電路在接法上與A類似，D圖不正確．
故選C．
故答案為：（1）實物圖如上圖所示；
（2）1.52；
（3）①連接電路時，開關未斷開；②閉合電路前，滑動變阻器沒有調到最大阻值處；
（4）C．

點評 此題測量小燈泡的功率，涉及測量原理、電路的連接、常見故障的分析、功率的計算．最后一問，在沒有電壓表的情況下，使用電流表和一個定值電阻測小燈泡額定功率，是本題的難點，同時考查了學生設計實驗方案和運用已有知識解決實際問題的能力．