Question

小明按右圖所示電路圖做“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?20Ω)

D.電阻為6Ω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：實(shí)驗(yàn)時(shí)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)合前面的現(xiàn)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.

次數(shù)	U/V	I/A	P/W	平均值P/W
1
2
3

　 　

Answer 1

（1）0.173（1分）  4.5（1分）  （2）0.24w～1.5w（2分）  （3）電流表無示數(shù)（1分）   滑動(dòng)變阻器斷路（1分）   電流表有示數(shù)（1分）  燈泡短路（1分）（或電流表有示數(shù)  燈泡短路   電流表無示數(shù)  滑動(dòng)變阻器斷路）  （4）錯(cuò)誤（1分） 

【解析】（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入電路時(shí)電路中電流最小，為：I_最小=U/（R_L+R_滑）=4.5V/（6Ω+20Ω）=0.173A；加在燈泡兩端的最大電壓即為電源電壓（滑動(dòng)變阻器接入電阻為零）4.5V。（2）由于電路中電流至少為電流表的1/3，即此時(shí)電流至少為I_小=0.6A×1/3=0.2A，根據(jù)P=I²R可知，P_小=I_小²R=（0.2A）²×6Ω=0.24w，當(dāng)燈泡兩端電壓為3V（電壓表最大示數(shù)）時(shí)，小燈泡電功率最大：P_大=U²/R=（3V）²/6Ω=1.5w。（3）電壓表無示數(shù)只有兩種情況，即被測以外電路出現(xiàn)斷路或被測電路出現(xiàn)短路，所以在電源、開關(guān)、電壓表、電流表、導(dǎo)線及其連接都完好的情況下，故障只能在小燈泡或滑動(dòng)變阻器上，故：如果電流表無示數(shù)則滑動(dòng)變阻器斷路，如果電流表有示數(shù)則燈泡短路。（4）在測量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中，由于在不同電壓下，小燈泡的電功率是不同的，故不能求其平均值，所以表格是錯(cuò)誤的。難點(diǎn)分析：計(jì)算小燈泡電功率變化范圍時(shí)，要根據(jù)電流表的允許范圍確定電路中的最小電流及電壓表確定小燈泡兩端的最大電壓，再根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算出最大功率與最小功率。