Question

在“測(cè)定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示，他選用的小燈泡的額定電壓為3.8V，電阻約為10Ω左右，電源為6V且不變．

（1）正確連好電路后，閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)把滑動(dòng)變阻器滑片的位置調(diào)到______（填寫(xiě)“A”或“B”）
（2）連好電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，小明發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)為6V，產(chǎn)生故障的原因可能是哪幾種情況______．（填寫(xiě)序號(hào)）
A．小燈泡短路
B．小燈泡的燈絲斷了  
C．小燈泡的燈座接觸不良 
 D．電壓表的正、負(fù)接線柱接反  
E．滑片放在最小值處
（3）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡的額定電壓下正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)位置如圖乙所示，則燈泡的額定功率為_(kāi)_____W．
（4）小華在用小明的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，遇到下面的問(wèn)題，請(qǐng)你為她解決問(wèn)題：
問(wèn)題：電壓表的15V的量程壞了，不增加其它器材，如何去測(cè)量小燈泡的額定功率？在虛線方框中畫(huà)出電路圖，并在方框的右邊寫(xiě)出步驟及表達(dá)式
簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)步驟：表達(dá)式：P_額=______．
（用步驟里的物理量表達(dá)）
（5）在實(shí)驗(yàn)中相互診斷出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)學(xué)習(xí)很有幫助．請(qǐng)你也參與進(jìn)來(lái)，對(duì)下面的問(wèn)題進(jìn)行診斷．（指出錯(cuò)誤，或說(shuō)明錯(cuò)誤的原因）
病癥一：測(cè)小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格設(shè)計(jì)有不妥之處．
病癥二：連接電路后閉合開(kāi)關(guān)，電壓表和電流表的示數(shù)出現(xiàn)如圖丁所示的非正常情況．

次數(shù)	U/V	I/A	P/W
1	2.00	0.16	0.32
2	2.50	0.25	0.63
3	3.00	0.27	0.81
小燈泡電功率的平均值P平均=0.59W

病癥一診斷	病癥二診斷
______	______

Answer 1

【答案】分析：（1）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片處于最大阻值處．
（2）用電壓表檢查電路故障時(shí)，當(dāng)電路出現(xiàn)一處斷路時(shí)，
如果斷路在電壓表并聯(lián)的兩點(diǎn)之間，電壓表串聯(lián)在電路中，測(cè)電源電壓，電壓表示數(shù)等于電源電壓．
如果斷路在電壓表并聯(lián)的兩點(diǎn)之外，電壓表并聯(lián)的部分無(wú)電流，無(wú)電壓，電壓表示數(shù)為0．
（3）從實(shí)物圖可知電流表的量程，然后根據(jù)電流表指針讀出電流值，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率．
（4）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可得，當(dāng)燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器電壓小于3V；測(cè)滑動(dòng)變阻器電壓，間接得到燈泡的額定電壓．燈泡在額定電壓下正常發(fā)光；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求出小燈泡的額定功率．
（5）一、根據(jù)公式P=UI測(cè)量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的目的是燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率，設(shè)計(jì)表格中求電功率的平均值是無(wú)意義的．
二、電壓表指針偏轉(zhuǎn)到最左端，可判斷電流流經(jīng)電壓表的方向反了，由此可判斷出其正負(fù)接線柱連接反了；
電流表指針偏轉(zhuǎn)到最右端，可判斷是選擇的量程小，應(yīng)換用較大的量程．
解答：解：（1）滑動(dòng)變阻器接右半段，滑片處于A端，連入電路的電阻最大，電路電流最小，對(duì)電路起保護(hù)作用．
（2）燈泡不發(fā)光，電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)為6V，可能電壓表就是材料了電源電壓，即滑片放在最小值處
引起的；也可能是電路出現(xiàn)了斷路，電壓表所在電路沒(méi)問(wèn)題．?dāng)嗦肺恢每赡茉跓襞萏�，如：小燈泡的燈絲斷了或燈泡的燈座接觸不良．故選B、C、E．
（3）由實(shí)物圖可知，電流表的量程為0.6A，所以電流表的讀數(shù)為0.28A，額定功率P=UI=3.8V×0.28A=1.064W．
（4）電源電壓為6V，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，燈泡正常工作時(shí)的電壓為3.8V，則滑動(dòng)變阻器的電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，所以用電壓表0～3V量程時(shí)，并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電壓為2.2V時(shí)，燈泡正常工作．
電路圖如圖．

簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)步驟：①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為2.2V，燈泡正常工作；②測(cè)出此時(shí)電路中的電流I；
根據(jù)P=UI即可求出燈泡的額定功率為P=UI=3.8I．
（5）病癥一：表格設(shè)計(jì)中功率的平均值P是錯(cuò)誤的．因?yàn)楦鶕?jù)公式P=UI可知：不同電壓下小燈泡的實(shí)際電功率是不一樣的，所以表格中求小燈泡電功率的平均值P是沒(méi)有意義的．
病癥二：電壓表的指針偏向最左端是正負(fù)接線柱接反了；電流表的指針偏向最右端是選用的量程過(guò)��；
故答案為：（1）A；（2）B、C、E；（3）1.064；（4）3.8I；（5）小燈泡電功率的平均值P；電壓表的指針偏向最左端是正負(fù)接線柱接反了；電流表的指針偏向最右端是選用的量程過(guò)�。�
點(diǎn)評(píng)：本題是“測(cè)量小燈泡的功率”，涉及到實(shí)物的連接、電壓表量程的選擇、故障的分析及功率的計(jì)算等，比較全面的考查了此實(shí)驗(yàn)，屬于難題．