Question

【題目】小明按如圖所示電路圖做“測量燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)室可提供下列器材：

A．電流表

B．電壓表

C．滑動(dòng)變阻器R(阻值0～20)

D．電阻為5的待測燈泡L，(電阻不隨溫度變化)

E．電源E(電壓4．5V并保持不變)

F．開關(guān)S及導(dǎo)線若干

(1)根據(jù)電路圖和實(shí)驗(yàn)室提供的器材，可判斷出：閉合開關(guān)，通過燈泡的最小電流為____ A；加在燈泡兩端的最大電壓為____ V；

(2)若小明所選電壓表的量程為0～3V、電流表的量程為0～0．6A，實(shí)驗(yàn)要求測量時(shí)通過燈泡的電流至少為電流表滿刻度的三分之一．則測出的燈泡的功率范圍只能是______ ．

(3)小明按電路圖連接好電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于電路中某一處有故障，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)電壓表無示數(shù)。為查出電路故障，小明進(jìn)一步觀察并檢查電路。當(dāng)檢查到電源、開關(guān)、電壓表、電流表、導(dǎo)線及其連接都完好時(shí)，小明結(jié)合前面的觀察，就可判斷出電路的故障：

如果小明觀察到 ____ ，則故障是 ______________ ；如果小明觀察到______ ，則故障是____________ ．

(4)排除故障后，小明繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在對(duì)測量數(shù)據(jù)的記錄和處理時(shí)，他設(shè)計(jì)了如下表格．你認(rèn)為這張表格的設(shè)計(jì)是_____ (正確／錯(cuò)誤)的．

Answer 1

【答案】0.18 4.5 0.24-1.5W 電流表無示數(shù) 滑動(dòng)變阻器斷路 電流表有示數(shù) 燈泡短路 錯(cuò)誤

【解析】

（1）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為滑動(dòng)變阻器最大阻值時(shí)，電路電流最小，為I最小=U/RL+R最大=4.5V/6Ω+20Ω≈0.18A；當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零時(shí)，加在燈泡兩端的電壓最大，等于電源電壓，為4.5V；

（2）由題意知道，流過電路的最小電流等于電流表量程的三分之一，為I最小 =0.6A/3=0.2A，燈泡的最小功率P最小=I最小2 RL =（0.2A）2 ×6Ω=0.24W，當(dāng)燈泡兩端電壓等于電壓表最大值3V時(shí)，燈泡功率最大，燈泡最大功率是：P最大=U最大2/RL=(3V)2/6Ω=1.5W；則燈泡的功率范圍是0.24W～1.5W；

（3）如果電流表無示數(shù)，則電路存在斷路，電路只有一處故障，故斷路位置可能是燈泡斷路或滑動(dòng)變阻器斷路，如果燈泡斷路，電壓表與電源兩極相連，電壓表示數(shù)不為零，如果滑動(dòng)變阻器斷路，電路中無電流，電壓表與電源兩極不能相連，則電壓表示數(shù)為零，所以，電路故障是滑動(dòng)變阻器斷路；如果電流表有示數(shù)，電路不存在斷路，如果燈泡短路，則與燈泡并聯(lián)的電壓表示數(shù)為零，所以電路故障是燈泡斷路；

（4）燈泡電壓增大，電流增大，實(shí)際功率增大，燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率不同，求不同電壓下功率的平均值是錯(cuò)誤的，所以這張表格的設(shè)計(jì)是錯(cuò)誤的。