Question

5．小剛同學(xué)要測量額定電壓為3.8V小燈泡的額定功率（小燈泡電阻約為10Ω）電源電壓為6V．

（1）連接不完整的實物電路如圖甲所示，請用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路連接（要求：滑片向左移動燈泡變暗）．
（2）閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器的滑片調(diào)到左（選填“左”或“右”）端．
（3）小剛合理地連接好電路，閉合開關(guān)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器燈泡都不亮，他觀察到電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)，電流表無示數(shù)，則該電路的故障可能是小燈泡斷路了．排除故障后，小剛想測量小燈泡的額定功率，請你將下面的實驗步驟補充完整：閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為3.8V，他發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則此小燈泡的額定功率為1.216W．
（4）小明在做此實驗時，發(fā)現(xiàn)電壓表的大量程壞了，他在不增加器材的情況下將實驗電路重新設(shè)計很快完成了該實驗，請你在方框內(nèi)畫出他設(shè)計的電路圖． 連接完電路后他在測量小燈泡的額定功率時移動滑片使電壓表的示數(shù)為2.2V．

Answer 1

分析 （1）本實驗中燈泡、電流表、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端，根據(jù)燈泡規(guī)格確定電壓表量程；
（2）閉合開關(guān)前滑片要置于最大阻值處；
（3）小燈泡不亮說明電路中有斷路，再根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷出電路故障；
燈泡正常發(fā)光時電壓等于其額定電壓，由乙圖，讀出燈泡正常發(fā)時的電流，根據(jù)P=UI計算小燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路特點，用0-3V的量程，電壓表測滑動變阻器的電壓，由此解答．

解答 解：
（1）測量小燈泡的額定功率的實驗中，燈泡、電流表、滑動變阻器串聯(lián)，電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端，小燈泡額定電壓為3.8V，所以電壓表使用0-15V量程；
由歐姆定律可知燈泡正常發(fā)光的電流約為：I=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，所以電流表使用0-0.6A量程；
滑片向左移動燈泡變暗，說明電路中電流變小，電阻變大，所以以應(yīng)將變阻器的右下接線柱接入電路中．如圖所示：
；
（2）為了保護電路，閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于最大值左端；
（3）小燈泡不亮，電流表沒有示數(shù)，說明電路中有斷路的地方，電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)，說明電壓表的兩個接線柱和電源連接的部分沒有斷路，故障是小燈泡斷路了；
調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為3.8V，燈泡正常發(fā)光；
電流表使用的是0-0.6A量程，分度值0.02A，由乙圖，此時燈泡電流0.32A，所以燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W；
（4）燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器電壓U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V＜3V，電壓表0～15V量程已壞，無法按常規(guī)方法進行實驗，可以把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端，當(dāng)電壓表示數(shù)是2.2V時，燈泡電壓等于額定電壓3.8V，間接測燈泡電壓，實驗電路圖如圖所示：
．
故答案為：（1）見上圖；（2）左；（3）小燈泡斷路了；調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為3.8V；1.216；（4）見上圖；2.2．

點評 本題考查了探究燈泡額定功率的實驗：實物圖的連接、滑動變阻器的選擇、實驗的注意事項、電路故障的判斷、電功率的計算和實驗電路圖的設(shè)計等，雖然涉及的知識點較多，但都是基本內(nèi)容，要多注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)．