Question

7．如圖所示，是測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)物元件圖，其中電源是由三只蓄電池組成，小燈泡額定電壓是3.8V，其燈絲電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10Ω、1A”字樣，電流表（0～0.6A、0～3A），電壓表（0～3V、0～15V）．

（1）本實(shí)驗(yàn)的原理是：P=UI；
（2）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，把圖1中的電路元件連接
（3）小剛合理地連接好電路，并按正確的順序操作，閉合開(kāi)關(guān)后燈不亮，聰明的小剛猜想：D
A．可能燈絲斷了　　　　　　　　　　　　　B．可能是變阻器開(kāi)路
C．可能是小燈泡短路                                       D．三種情況都有可能
（4）排除故障后，在測(cè)量小燈泡的額定功率時(shí)，應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓為3.8V，再測(cè)出電路中的電流，即可計(jì)算出額定功率；若小燈泡兩端實(shí)際電壓為額定電壓的1.2倍，則實(shí)際功率為額定功率的1.44倍．（假設(shè)電阻值不變）
（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)電流表指針擺動(dòng)分別出現(xiàn)了如圖2甲、乙所示的兩種情況．請(qǐng)分析在使用電流表時(shí)分別存在什么問(wèn)題，并寫(xiě)在下面的橫線上．
甲現(xiàn)象存在的問(wèn)題：電流表正負(fù)接線柱接反；
乙現(xiàn)象存在的問(wèn)題：電流表所選量程過(guò)大．

Answer 1

分析 （1）測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理連接電路，根據(jù)燈泡規(guī)格選擇電表量程，由滑片P向左移時(shí)燈變亮，確定變阻器的接線柱；
（3）若燈絲斷了，則電路中無(wú)電流，燈泡兩端的電壓等于電源電壓；若滑動(dòng)變阻器開(kāi)路，則電路中無(wú)電流，且燈泡兩端無(wú)電壓；若小燈泡短路，則電路中有電流，燈泡兩端無(wú)電壓．
（4）燈泡電壓等于額定電壓時(shí)正常發(fā)光，讀出電流表示數(shù)，由P=UI計(jì)算燈泡的額定功率；根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判定實(shí)際功率．
（5）甲圖電流表指針?lè)崔D(zhuǎn)，根據(jù)電流表出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因來(lái)解題；乙圖電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，這樣讀數(shù)誤差較大，可以根據(jù)出現(xiàn)這種情況的原因來(lái)解題．

解答 解：
（1）本實(shí)驗(yàn)的原理是：P=UI；
（2）由實(shí)驗(yàn)原理知，測(cè)燈泡的電功率需要用電壓表與燈泡并聯(lián)測(cè)其電壓，由燈泡額定電壓為3.8V知，電壓表應(yīng)使用0-15V量程；
燈泡正常發(fā)光的電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，所以電流表應(yīng)使用0-0.6A量程；
滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路中，滑片P向左移時(shí)燈變亮，說(shuō)明電路中電流變大，電阻減小，所以應(yīng)將其左下接線柱接入電路中．如圖所示：
；
（3）如果燈絲斷了，則電路中無(wú)電流，燈不亮，故A有可能；
若變阻器開(kāi)路，則電路中無(wú)電流，電流表的示數(shù)為零，燈泡兩端無(wú)電壓，燈不亮，故B有可能；
若小燈泡短路，則小燈泡不亮，故C有可能；
故選D．
（4）測(cè)量小燈泡的額定功率時(shí)，應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡兩端電壓達(dá)到額定電壓3.8V，再測(cè)出電路中的電流，即可計(jì)算出額定功率；
若小燈泡兩端實(shí)際電壓為額定電壓的1.2倍，電阻不變，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知實(shí)際功率為額定功率的1.2²=1.44倍．
（5）甲的問(wèn)題：電流表指針?lè)崔D(zhuǎn)，所以電流表正負(fù)接線柱接反；乙的問(wèn)題：電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，所以電流表所選量程過(guò)大．
故答案為：（1）P=UI；（2）見(jiàn)上圖；（3）D；（4）滑動(dòng)變阻器；3.8；電流；1.44；（5）電流表正負(fù)接線柱接反；電流表所選量程過(guò)大．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量小電泡電功率的實(shí)驗(yàn)，考查了電流表、電壓表量程的選擇，同時(shí)考查了電路故障的分析及額定功率的測(cè)量方法，屬基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)題．