Question

3．在用電流表、電壓表測小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈泡上標(biāo)有“3.4V”字樣．同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示．并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖乙所示；

（1）請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)即使將滑動(dòng)變阻器調(diào)至電阻最小的位置，燈泡也發(fā)光微弱，兩電表示數(shù)都很小，小華檢查電路時(shí)碰了一下燈座上的接線柱，突然燈泡變亮了，兩電表示數(shù)也變大了，小軍認(rèn)為這是接線柱接觸不良造成的，為什么接觸不良就會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？小華分析，接觸不良的地方電阻值變大，從而出現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)際家庭電路中發(fā)生接觸不良是很危險(xiǎn)的，依據(jù)焦耳定律，會(huì)造成局部產(chǎn)生過多熱量，從而引發(fā)火災(zāi)，所以應(yīng)盡量避免．
（3）排除故障后，小華調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)為0.2A，則小燈泡的額定功為0.68W．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若考慮電壓表的電阻對(duì)測量的影響，則電功率的測量結(jié)果與真實(shí)值相比偏�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�，原因是測得燈泡電流偏大．
（5）假若電壓表0-15V的量程損壞，0-3V的量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，要想仍利用現(xiàn)有的器材完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為應(yīng)如何操作．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖甲連接實(shí)物，由燈泡額定電壓確定電壓表量程，滑動(dòng)變阻器一上一下串聯(lián)入電路中；
（2）根據(jù)焦耳定律，Q=I²Rt，當(dāng)電阻過大時(shí)，會(huì)使局部產(chǎn)生的熱量多，會(huì)造成火災(zāi)危險(xiǎn)；
（3）讀出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，由P=UI計(jì)算其額定功率；
（4）由圖知電流表所測是燈泡與電壓表的電流之和，由此根據(jù)歐姆定律分析；
（5）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)分析，并找到解答辦法．

解答 解：
（1）由圖甲可知，燈泡、電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，由題知燈泡額定電壓3.4V，所以電壓表使用0-15V量程，滑動(dòng)變阻器一上一下接，由此連接實(shí)物如圖所示：
；
（2）當(dāng)接觸不良時(shí)，局部的電阻會(huì)變大，根據(jù)焦耳定律，Q=I²Rt，接觸不良的部位產(chǎn)生的熱量增多，從而易引發(fā)火災(zāi)，必須避免；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓等于額定電壓3.4V，由圖丙知，電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，此時(shí)燈泡電流為0.2A，
所以燈泡的額定功率：P=UI=3.4V×0.2A=0.68W；
（4）由圖甲知，燈泡與電壓表并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電流中測通過燈泡與電壓表的電流之和，即所測電流偏大，電壓表所測電壓準(zhǔn)確，由R$\frac{U}{I}$可知所測燈泡電阻偏��；
（5）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)：總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓3.4V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為：U_滑=U-U_額=6V-3.4V=2.6V，電壓表0-15V量程損壞，所以可以用0-3V量程測滑動(dòng)變阻器電壓，所以要完成實(shí)驗(yàn)的操作是：用電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端電壓，移動(dòng)滑片當(dāng)電壓表示數(shù)為2.6V時(shí)讀出電流表示數(shù)．
故答案為：（1）見上圖；（2）大；產(chǎn)生過多熱量；（3）��；測得燈泡電流偏大；（4）��；測得燈泡電流偏大；（5）用電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端電壓，移動(dòng)滑片當(dāng)電壓表示數(shù)為2.6V時(shí)讀出電流表示數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 本題是小燈泡額定功率的測量的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、焦耳定律應(yīng)用、電表的使用、功率計(jì)算、誤差分析等，同時(shí)還考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)．考查知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)．