Question

7．在“測定小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，張超同學(xué)用一個電壓表、一個電流表、一個開關(guān)、電壓為6V的電源、額定電壓為3.8V的小燈泡，標(biāo)有“5Ω 1.5A”的滑動變阻器A和“10Ω 1A”的滑動變阻器B，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路．

（1）如果小燈泡的額定功率小于2W，電流表的量程選0-0.6A為宜．
（2）若小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為10Ω，為測定小燈泡的額定功率，應(yīng)選擇的滑動變阻器是B．（選填“A”或“B”）
（3）請用鉛筆畫線代替導(dǎo)線，按照如圖甲所示的電路圖，將圖乙的實(shí)物電路連接完整（連線不得交叉）．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，小敏同學(xué)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮、電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，請分析電路出現(xiàn)故障的原因可能是小燈泡出現(xiàn)了斷路．
（5）當(dāng)滑動變阻器的滑片向左移動時，使電壓表示數(shù)增大，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為0.4A，則燈泡的額定功率為1.52W．
（6）另一組的同學(xué)按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出實(shí)驗(yàn)中兩個操作不當(dāng)之處：
①連接電路時開關(guān)沒有斷開；
②滑動變阻器沒有調(diào)至阻值最大端．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡的額定功率和額定電壓，利用I=$\frac{P}{U}$計(jì)算出小燈泡的額定電流，選擇合適的電流表量程；
（2）根據(jù)小燈泡的額定電壓和電阻，計(jì)算燈泡正常工作時的電流，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓和連入電路中的阻值；
（3）根據(jù)電路圖連接實(shí)物，注意滑動變阻器和電流表的量程選擇；
（4）尋找故障，要根據(jù)電壓表和電流表出現(xiàn)的狀況進(jìn)行分析．電流表幾乎無示數(shù)，說明某處發(fā)生了斷路，然后根據(jù)電壓表的情況判斷哪個地方發(fā)生了斷路．
（5）當(dāng)實(shí)際電壓等于額定電壓時，小燈泡才能正常工作，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率；
（6）連接電路時要斷開開關(guān)，滑片要置于最大阻值處．

解答 解：（1）因?yàn)镻=UI，小燈泡的額定電壓為3.8V，小燈泡的額定功率小于2W，
所以小燈泡的額定電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2W}{3.8V}$≈0.53A＜0.6A，電流表應(yīng)選0～0.6A的量程；
（2）由題可知，R_燈=10Ω，U_燈=3.8V，變阻器與燈泡串聯(lián)，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，
變阻兩端電壓：U_變=U-U_燈=6V-3.8V=2.2V，
變阻器電流：I_變=I_燈=$\frac{{U}_{燈}}{{R}_{燈}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，
變阻器電阻：R_變=$\frac{{U}_{變}}{{I}_{變}}$=$\frac{2.2V}{0.38A}$≈5.79Ω＞5Ω，
故應(yīng)選變阻器B；
（3）由電路圖可知，滑片向左移動時接入電路中的電阻變小，因此在實(shí)物圖中應(yīng)選左下柱即A柱，由題可知，電流表采用0-0.6A量程并與燈泡串聯(lián)，如圖1所示；

（4）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表幾乎無示數(shù)，所以電路中某處發(fā)生了斷路，又電壓表有示數(shù)且接近于電源電壓，說明燈泡發(fā)生了斷路；
（5）由題可知，當(dāng)小燈泡兩端實(shí)際電壓等于額定電壓3.8V時，小燈泡便正常工作，此時的功率即為燈泡的額定功率，P_額=U_額I=3.8V×0.4A=1.52W；
（6）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明電路閉合，連接電路時沒有斷開開關(guān)；燈泡發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明電路電流太大，電路電阻太小，滑動變阻器滑片沒有置于最大阻值處．
故答案為：（1）0～0.6；（2）B；（3）如圖1所示；（4）斷路；（5）3.8；1.52；（6）連接電路時開關(guān)沒有斷開；滑動變阻器沒有調(diào)至阻值最大端．

點(diǎn)評 本題考查測定小燈泡的額定功率，要掌握電流表、滑動變阻器的正確使用，會連接電路，理解串聯(lián)電路的特點(diǎn)．