Question

18．某實驗小組的同學用“伏安法”測量小燈泡電功率，待測小燈泡額定電壓為3.8V，小燈泡的額定功率估計在1W左右．

（1）請用筆畫線代替導線，完成圖甲中實物電路的連接，連線時導線不能交叉．
（2）檢查電路連接無誤，閉合開關后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表指針幾乎不動，產生這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）故障排除后，同學們通過移動滑動變阻器的滑片，記錄了多組數(shù)據和小燈泡的亮度變化情況，如表所示；當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡額定功率是1.216W．同學們經過進一步分析實驗數(shù)據得出：小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的實際功率決定的．

電壓U/V	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
電流I/A	0.2	0.22	0.25	0.28		0.34
電功率P/W	0.3	0.44	0.625	0.84		1.36
燈泡發(fā)光情況	很暗→暗→正常發(fā)光→很亮

（4）用圖甲電路和表格數(shù)據還可測量燈泡發(fā)光時的電阻，當小燈泡正常發(fā)光時的電阻是12Ω（結果取整數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）由燈泡的額定電壓和額定功率求電流，來確定電流表的量程，根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)；電流表與燈泡串聯(lián)；注意電壓表和電流表的正負接線柱．
（2）燈泡不亮，電流表指針幾乎不動，說明電路有斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連．
（3）電流表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少．知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據P=UI計算額定功率．由實驗數(shù)據得出，燈泡亮度跟燈泡實際功率有關，燈泡實際功率越大，燈泡越亮．
（4）根據R=$\frac{U}{I}$計算電阻．

解答 解：（1）根據P=UI，則電路電流約為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{3.8V}$=0.26A＜0.6A，所以電流表使用0～0.6A量程；與燈泡串聯(lián)；燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V的量程，與燈泡并聯(lián)；電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．如圖所示：

（2）燈泡不亮，電流表指針幾乎不動，說明電路有斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此故障為燈泡斷路．
（3）電流表使用的0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.32A，燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
實驗過程中，燈泡越來越亮，實際功率越來越大，燈泡亮度取決于燈泡的實際功率．
（4）燈泡的電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.32A}$≈12Ω．
故答案為：（1）見上圖：（2）燈泡斷路；（3）1.216；實際功率；（4）12．

點評 本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、儀表量程選項、電流表讀數(shù)、功率的計算、電阻的計算數(shù)據處理能力等問題，連接電路圖時注意電表量程的選擇，從實驗數(shù)據中得出燈泡亮度的決定因素．