Question

6．如圖所示，是測量小燈泡電功率的實物元件圖，其中電源是由三只蓄電池組成，小燈泡額定電壓是3.8V，其燈絲電阻約為10Ω，滑動變阻器標有“10Ω、1A”字樣，電流表（0～0.6A、0～3A），電壓表（0～3V、0～15V）．
（1）本實驗的原理是：P=UI．
（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線，把如圖甲中的電路元件連接成實驗電路．（要求：滑片P向左移時燈變亮，且連線不得交叉）．

（3）小剛合理地連接好電路，并按正確的順序操作，閉合開關(guān)后燈不亮，聰明的小剛猜想：
A．可能燈絲斷了
B．可能是變阻器開路
C．可能是小燈泡短路
D．可能是電流表開路
請你借助已連好電路中的電流表和電壓表驗證小剛的猜想，并將電流表、電壓表相應(yīng)示數(shù)填入如表．

猜想	電流表示數(shù)/A	電壓表示數(shù)/V
如果A成立
如果B成立

（4）排除故障后，在測量小燈泡的額定功率時，應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為3.8V，再測出電路中的電路中的電流，即可計算出額定功率；若小燈泡兩端實際電壓為額定電壓的1.2 倍，則實際功率為額定功率的1.44倍．（假設(shè)電阻值不變）
（5）實際測量過程中小剛才發(fā)現(xiàn)電壓表0～15V量程已損壞（另一量程完好），但他仍想利用現(xiàn)有器材測出小燈泡的額定功率，請你幫小剛重新設(shè)計新的電路圖并畫在圖乙的方框內(nèi)．
（6）小剛按重新設(shè)計的電路圖繼續(xù)實驗，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.2V時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是1.52W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式P=UI分析；
（2）根據(jù)電壓表、電流表、滑阻的接線原則和要求，把電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，滑動變阻器下面接線柱接左邊的．
（3）若燈絲斷了，則電路中無電流，燈泡兩端的電壓等于電源電壓；若滑動變阻器開路，則電路中無電流，且燈泡兩端無電壓；若小燈泡短路，則電路中有電流，燈泡兩端無電壓．
（4）要測燈泡的額定功率，根據(jù)P=UI，需使燈泡兩端的電壓為額定電壓，測出電流值，然后代入公式計算得出．
（5）可根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點計算，若滑動變阻器與電壓表并聯(lián)時是否超過電壓表的3v量程，若不超過可設(shè)計電壓表與滑動變阻器并聯(lián)的電路來完成燈泡額定功率的測量；
（6）根據(jù)設(shè)計的電路圖可知：滑動變阻器的電壓為2.2V時，燈泡電壓為額定電壓，正常發(fā)光，讀出此時電流表示數(shù)，利用公式P=UI計算就可；

解答 解：（1）測量小燈泡功率的實驗原理是P=UI；
（2）小燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，電壓表與小燈泡并聯(lián)；由于小燈泡額定電壓是3.8V，因此電壓表選擇0～15V量程；小燈泡的額定電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，所以電流表選擇0～0.6A量程即可；滑片P向左移時燈變亮，說明電路中電流變大，總電阻變小，因此滑動變阻器接線柱下面必須選擇左面的接線柱．如下圖所示：
；
（3）如果燈絲斷了，則電路中無電流，電流表的示數(shù)為零，燈泡兩端的電壓為電源電壓，電壓表示數(shù)為6V；
若變阻器開路，則電路中無電流，電流表的示數(shù)為零，燈泡兩端無電壓，電壓表的示數(shù)也為零；
若小燈泡短路，則電路中有電流，電流表的示數(shù)：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A，電壓表示數(shù)為零．
（4）在測量小燈泡的額定功率時，應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為3.8V，再測出電路中的電流，根據(jù)P=UI計算出電功率．
燈絲電阻不變，燈泡兩端電壓為額定電壓的1.2倍，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡實際功率為額定功率的1.44倍．
（5）三只蓄電池的電壓為6V，當燈泡在額定電壓下工作時，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知：滑動變阻器分擔的電壓為6V-3.8V=2.2V，沒有超過電壓表的3v量程，所以可設(shè)計電壓表與滑阻串聯(lián)的電路來完成燈泡額定功率的測量．電路如下圖
；
（6）電源為三只蓄電池電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知：滑動變阻器電壓為2.2V時，燈泡電壓為額定電壓3.8V，正常發(fā)光，此時讀出電流表讀數(shù)0.4A，則P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
故答案為：（1）P=UI；（2）如圖；（3）0；6；0；0；（4）滑動變阻器；3.8；電路中的電流；1.44；（5）如圖；（6）2.2；1.52．

點評 本題考查了電表量程的選擇和正確使用、滑動變阻器的正確使用、電流表的讀數(shù)、電路故障的判斷和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，涉及的知識點較多，綜合性強，但都是經(jīng)�？疾榈膬�(nèi)容，一定要掌握．