Question

夏日炎炎，蚊子滋生，傳播疾病，令人煩惱．小明根據(jù)蚊子在夜間具有趨光性（尤其是紫色光）的特點(diǎn)，打算自制滅蚊燈．小明從廢舊節(jié)日彩燈上拆得一個(gè)紫色小燈泡，其額定電壓為4V．為測(cè)得小燈泡的額定功率，小明找來(lái)蓄電池組（電壓恒為6V）、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等，展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究．
（1）小明按照電路圖連接好實(shí)物圖．閉合開(kāi)關(guān)S前，滑片P應(yīng)放在使滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值______（最大/最小）處．
（2）閉合開(kāi)關(guān)S后，小燈泡不亮，觀察發(fā)現(xiàn)：小燈泡是完好的；電壓表有示數(shù)；電流表指針指向零刻度線．電路可能存在的故障是______．
（3）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P直至電壓表的示數(shù)為_(kāi)_____V，此時(shí)小燈泡處于正常工作狀態(tài)，根據(jù)圖示電流表的示數(shù)可知其額定功率為_(kāi)_____W．
（4）如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓表0-15V檔量程損壞，0-3V檔量程完好，怎樣繼續(xù)實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出電路圖．

Answer 1

解：（1）小明按照電路圖連接好實(shí)物圖．閉合開(kāi)關(guān)S前，滑片P應(yīng)放在使滑動(dòng)變阻器接人電路的阻值最大處．
（2）閉合開(kāi)關(guān)S后，小燈泡不亮，觀察發(fā)現(xiàn)：小燈泡是完好的；電壓表有示數(shù)；電流表指針指向零刻度線．電路可能存在的故障是小燈泡接線接觸不良．
（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P直至電壓表的示數(shù)為燈泡額定電壓U=4V時(shí)，燈泡正常工作．
圖示電流表量程是3A，最小分度值是0.1A，電流表示數(shù)I=1.8A，燈泡額定功率P=UI=4V×1.8A=7.2W．
（4）電源電壓是6V，當(dāng)燈泡電壓為額定電壓4V時(shí)，滑動(dòng)變阻器電壓是2V，沒(méi)有超過(guò)帶你呀表3V量程，可以把電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，測(cè)量燈泡額定功率，電路圖如圖所示．
故答案為（1）最大；（2）燈泡接線接觸不良；（3）4；7.2；（4）電路圖如圖所示．

分析：（1）為保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)S前，實(shí)際接入電路的滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)最大．
（2）電流表指針指向零刻度線，電路斷路；小燈泡不亮，小燈泡斷路或短路、或燈泡之外的電路斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源兩極是連接的，與電壓表并聯(lián)之外的電路不存在斷路，斷路位置在小燈泡處；小燈泡是完好的，說(shuō)明小燈泡接觸不良．
（3）當(dāng)燈泡電壓等于額定電壓U時(shí)，燈泡正常工作；確定電流表的量程與分度值，讀出電流表的示數(shù)I，根據(jù)P=UI求出額定功率．
（4）可根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)計(jì)算，看滑動(dòng)變阻器與電壓表并聯(lián)時(shí)是否超過(guò)電壓表的3v量程，若不超過(guò)可設(shè)計(jì)電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的電路來(lái)完成燈泡額定功率的測(cè)量．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑動(dòng)變阻器的使用、電流表讀數(shù)、故障問(wèn)題分析、測(cè)燈泡額定功率的方法、測(cè)量電路的設(shè)計(jì)等．這些知識(shí)點(diǎn)是伏安法測(cè)功率中最常見(jiàn)的內(nèi)容，一定要掌握．