Question

9．在“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓恒定為6V，小燈泡的額定電壓為3.8V，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω，所用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω 1A”．
（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)把甲圖中未完成的實(shí)物電路連接完整；
（2）連接電路后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電壓表無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)，則電路中發(fā)生的故障
是小燈泡短路（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”）；
（3）排除故障后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：閉合開(kāi)關(guān)前，滑片P應(yīng)移到B（選填“A”或“B”）端，閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑片P使燈泡L正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖1乙所示，則小燈泡的額定電功率是0.912W；
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器從而得到我們所需要的電壓，在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的同時(shí)，眼睛應(yīng)注意觀(guān)察電壓表．
（5）若試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)該電壓表小量程損壞，只有大量程可用，為了測(cè)量額定功率，應(yīng)該如何操作，請(qǐng)?jiān)趫D2的線(xiàn)框中畫(huà)出操作電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆定律求出電路中最大電流，并確定電流表的量程；根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程；
使電流表串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意滑動(dòng)變阻器按一下一上的原則接線(xiàn)；
（2）電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電壓表斷路或電壓表被短路；
（3）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）小燈泡兩端的電壓等于額定電壓時(shí)，小燈泡才會(huì)正常發(fā)光，此時(shí)的實(shí)際功率等于額定功率，因此眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)；
（5）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，當(dāng)燈泡正常工作時(shí)，求出滑動(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功電壓．

解答 解：（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)必須處于斷開(kāi)狀態(tài)；
電路中最大電流的大約值：I_最大=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，因此電流表的量程選擇0～0.6A；
因?yàn)闊襞莸念~定電壓為3.8V，所以電壓表的量程為0～15V；
使電流表的0.6A接線(xiàn)柱與滑動(dòng)變阻器的D接線(xiàn)柱相連，電壓表的負(fù)接線(xiàn)柱與燈泡的左接線(xiàn)柱相連；如下圖所示：

（2）電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；電壓表無(wú)示數(shù)燈泡不亮，說(shuō)明電壓表被短路，因此電路故障為小燈泡短路；
（3）為了電路安全，閉合開(kāi)關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處，故將滑片放在B端，可以起到保護(hù)電路的作用；
根據(jù)實(shí)物圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A；
燈泡的額定功率：P=UI=3.8VV×0.24A=0.912W；
（4）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)，使燈泡兩端電壓等于燈泡額定電壓為止，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率才等于燈泡額定功率．因此眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)；
（5）電源電壓為6V，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，燈泡額定電壓為3.8V，要讓燈泡正常工作，滑動(dòng)變阻器的電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，可以用電壓表0～3V量程，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．電路圖如下圖所示：
；
故答案為：（1）電路連接如上圖所示；（2）小燈泡短路；（3）B；0.912；（4）電壓表；（5）如上圖．

點(diǎn)評(píng) 本題考查解了實(shí)物圖的連接、電表量程的選擇和正確的使用、電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)、電功率和滑動(dòng)變阻器的使用，有一定的綜合性．