Question

12．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖所示器材測量小燈泡的電功率．已知電源電壓恒為6V 不變，待測燈泡的額定電壓為3.8V，功率估計(jì)在1.1W左右．

（1）請?jiān)趫D甲中用筆畫線代替導(dǎo)線，使其成為完整的實(shí)驗(yàn)電路．
（2）請根據(jù)實(shí)物圖在虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)電路圖．
（3）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該斷開．閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)該位于B端（選填A(yù)或B）．
（4）閉合開關(guān)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，電流表沒有示數(shù)，燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，此時(shí)電路故障為小燈泡斷路．
（5）故障排除后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器換片P，使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示為0.3A，則待測燈泡的額定功率為1.14W；
（6）若實(shí)驗(yàn)器材中電壓表0～15V 量程被損壞，利用如圖器材怎樣測定待測燈泡的額定功率？簡要步驟．把電壓表和變阻器并聯(lián)，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)等于2.2V，讀出電流表示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表量程與燈并聯(lián)；
（2）根據(jù)實(shí)物電路圖作出電路圖；
（3）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開；為防止閉合開關(guān)時(shí)，電路中電流過大燒壞用電器，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處；
（4）電流表無示數(shù)，燈泡不亮，電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源是連通的，則與電壓表并聯(lián)的燈之外的電路是連通的，則與電壓表并聯(lián)的燈斷路了；
（5）燈在額定電壓下的功率為額定功率，根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率；
（6）電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，當(dāng)燈泡電壓為3.8V，滑動(dòng)變阻器的電壓為2.2V＜3V，可以利用0～3V量程測量滑動(dòng)變阻器的電壓；按此分析將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)即可．

解答 解：（1）燈的額定電壓為3.8V，電壓表選用大量程與燈并聯(lián)，如下左圖所示：

（2）根據(jù)實(shí)物圖作出電路圖，注意各元件一一對應(yīng)，如上右圖所示；
（3）為了保護(hù)電路，在按電路圖連接電路時(shí)，應(yīng)先將開關(guān)斷開；在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至阻值最大處，根據(jù)電路連接可知，應(yīng)該將滑片調(diào)至B端；
（4）由上分析，閉合開關(guān)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，電流表沒有示數(shù)，燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓連好電路，出現(xiàn)故障的可能原因是小燈泡斷路了；
（5）圖中電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以示數(shù)為0.3A；額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（6）步驟：①燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中；
②把電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端；
③滑動(dòng)變阻器的滑片，使滑動(dòng)變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V；
④讀出電流表示數(shù)．
故答案為：（1）見上左圖；
（2）見上右圖；
（3）斷開；B；
（4）小燈泡斷路；
（5）0.3；1.14；
（6）把電壓表和變阻器并聯(lián)，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)等于2.2V，讀出電流表示數(shù)．

點(diǎn)評 本題考查了伏安法測小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接及畫電路圖、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電流表讀數(shù)、故障的分析、求額定功率及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等內(nèi)容，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，均為考試的重要內(nèi)容．