Question

10．在測定“小燈泡額定電功率”的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為3.4V、電阻約為10Ω．

（1）小明同學按同一電路圖連接電路，當連接最后一根導線時，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，請你找出實驗中操作不當之處：
①連接電路時開關沒斷開；②滑動變阻器滑片沒有置于阻值最大處；
（2）請你用筆畫線代替導線，將如圖甲中的實物電路連接完整．
（3）小勇同學在實驗中連接好電路，閉合開關，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)且接近于電源電壓，電流表無示數(shù)，原因可能是燈泡斷路．
（4）當燈泡正常發(fā)光時電流表如圖丙，燈泡的額定功率是1.02W．小華還發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻值隨電壓升高而增大，同學們想：導體的電阻不是與電壓、電流無關嗎？怎么會有這樣的結論呢？請你給他們作出合理的解釋：燈絲溫度升高，電阻變大．
（5）若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，仍利用現(xiàn)有的器材完成實驗，你認為如何操作電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，當示數(shù)為1.1V時燈正常發(fā)光．

Answer 1

分析 （1）連接電路時應斷開開關，滑片應移到最大阻值處，根據(jù)電路現(xiàn)象分析現(xiàn)象原因；
（2）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電流表連接時正入負出，據(jù)此連接實物圖；
（3）電流表無示數(shù)，燈泡不發(fā)光，說明電路故障為斷路，電壓表接近電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，據(jù)此確定故障所在；
（4）讀出電流表的示數(shù)，利用P=UI求燈的額定功率；導體電阻跟導體長度、橫截面積、材料、溫度有關，從電阻的影響因素分析解釋；
（5）電源電壓為4.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，當燈泡電壓為3.4V，滑動變阻器的電壓為1.1V＜3V，可以利用0～3V量程測量滑動變阻器兩端的電壓．

解答 解：
（1）連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)光，說明電路閉合，連接電路時沒有斷開開關；
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阻值最大處．
（2）小燈泡的額定電壓為3.4V，電壓表選擇0～15V的量程，電流表正入負出，實物連接如圖所示；

（3）電流表無示數(shù)，燈泡不發(fā)光，說明電路故障為斷路，電壓表接近電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，故障出在電壓表的正負接線之間的燈、燈泡斷路；
（4）電流表選擇的是0～0.6A量程，分度值為0.02A，讀數(shù)為0.3A，即燈泡正常發(fā)光時電流I=0.3A，額定功率P=UI=3.4V×0.3A=1.02W；
實驗過程中，燈絲的長度、橫截面積、材料都不變，電壓變大，燈絲溫度升高，電阻變大．
（5）燈泡的額定電壓為3.4V，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，電壓表選擇0～15V，但是0～15V量程壞了，當燈泡正常發(fā)光時，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電源電壓為4.5V，要使燈泡電壓為3.4V，滑動變阻器兩端電壓為4.6V-3.4V=1.1V，把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片，示數(shù)為1.1V時，燈泡正常工作．
故答案為：
（1）連接電路時開關沒斷開；滑動變阻器滑片沒有置于阻值最大處；
（2）如圖所示；
（3）燈泡斷路；
（4）1.02；燈絲溫度升高，燈的電阻增大；
（5）電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，當示數(shù)為1.1V時燈正常發(fā)光．

點評 本題為測定小燈泡額定電功率的實驗，涉及到實物圖的連接、根據(jù)燈泡發(fā)光情況、電壓表和電流表的示數(shù)情況判斷電路故障、功率的計算，出現(xiàn)電壓表的量程損壞問題如何處理，這四個問題是比較典型的習題，一定要掌握．