Question

【題目】小致在完成“測量小燈泡的額定功率”實驗中，利用標有“0.3A”的小燈泡、電流表、電壓表（只有0~3V量程可用）、滑動變阻器、電源等合適器材，設計了如圖所示的電路。

(1)按圖連好電路后，正確操作，閉合開關后發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表指針位置如圖乙，若故障只發(fā)生在小燈泡或滑動變阻器上，則造成上述現(xiàn)象的故障是：________；此時電流表的示數(shù)為______A；

(2)排除故障后，重新實驗，閉合開關前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于最___（選填“左”或“右”）端；

(3)重新閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為1.5V，電流表示數(shù)為0.15A，根據(jù)兩電表示數(shù)，小致判斷出：當電流表示數(shù)為0.3A時，電壓表示數(shù)_________3V（選填“大于”“小于”或“等于”）；

(4)于是他對電路進行了調(diào)整后：將電壓表并聯(lián)在_________的兩端，繼續(xù)實驗，移動滑片，直至電流表示數(shù)為0.3A，讀出此時電壓表示數(shù)為2.4V，則小燈泡的額定功率為_________W。

Answer 1

【答案】小燈泡短路 0.2A 右 大于 滑動變阻器 1.08

【解析】

(1)[1]閉合開關后發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，說明電路是通路，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的小燈泡短路。

[2]電流表選用小量程，分度值是0.2A，故電流表的示數(shù)為0.2A。

(2)[3]排除故障后，重新實驗，閉合開關前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于最大阻值即最右端。

(3)[4]重新閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為1.5V，電流表示數(shù)為0.15A，此時燈絲電阻為

R===10Ω

當電流表示數(shù)為0.3A時，通過燈絲的電流增大，燈絲的溫度升高，燈絲電阻隨溫度升高而增大，即大于10Ω，當電流增大0.3A時，據(jù)U=IR可知，電壓表示數(shù)大于3V。

(4)[5]由于電壓表只有0~3V量程可用，可將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，利用串聯(lián)電路的電壓關系，當電流表示數(shù)為0.3A時，小燈泡正常發(fā)光，則電源電壓減去滑動變阻器兩端的電壓即為小燈泡的額定電壓。

[6]由(1)知小燈泡短路時，電流為0.2A，則電源電壓

U=IR滑最大=0.2AR滑最大

由(3)知電壓表示數(shù)為1.5V，電流表示數(shù)為0.15A，電源電壓

U=0.15AR滑最大1.5V

故

0.2AR滑最大=0.15AR滑最大1.5V

解得R滑最大=30Ω，故電源電壓為

U=IR滑最大=0.2AR滑最大=6V

電壓表示數(shù)為2.4V，則小燈泡的額定電壓為

U額=6V2.4V=3.6V

小燈泡的額定功率為

P額=U額I額=3.6V0.3A=1.08W

小燈泡的額定功率為1.08W。