Question

張宏同學做“測小燈泡的額定功率”實驗時，己知小燈泡的額定電壓是3.8伏，其中電源是三節新的干電池，燈絲電阻大于10Ω，滑動變阻器上標有“10Ω 1A“字樣．
（1）如圖所示是張宏連接的不完整的實驗電路，請你幫他將圖中未連接部分連接好．要求：電流表選擇合適的量程，滑動變阻器的滑片向右移動時連入電路的阻值減小．
（2）當張宏同學閉合電路的開關時，電路中可能出現一些不正常現象，請你根據出現的現象，幫助他找出錯誤的原因，并按要求填寫在下列橫線上：
第一種：小燈泡較暗，滑動變阻器滑片移動時不能改變小燈泡的亮暗程度，可能在連接電路時把滑動變阻器的

 

（選填“AB”或“CD”）兩端點連入了電路中．
第二種：小燈泡不亮，電流表示數為零，電壓表示數為4.5V，可能是小燈泡處

 

（選填“短路”或“斷路”）．
第三種：小燈泡不亮，電流表示數為0.45A，電壓表示數為0，可能是小燈泡處

 

（選填“短路”或“斷路”）．
（3）在正確連接電路并調節滑動變阻器使小燈泡在額定電壓下正常發光時，電流表示數如圖所示，其讀數為

 

A，則小燈泡的額定功率是

 

W．

（4）在實驗中為了能得到比較準確的小燈泡的額定功率，張宏改變接入電路的滑動變阻器的阻值，分別得到三組數據，算出三個電功率值，再求平均值，你認為這樣做合理嗎？為什么？

Answer 1

分析：（1）燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯．
由燈泡的額定電壓和電阻求電流，來確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯．
注意電壓表和電流表的正負接線柱．
滑動變阻器選擇一上一下接線柱串聯在電路中．
（2）對于故障問題，在連接好電路，剛剛閉合開關時，燈泡不亮，可能是電流太小，可能是燈泡斷路或短路．
先通過移動滑動變阻器滑片判斷是通路還是故障，再由電流表示數判斷是短路還是斷路，再由電壓表判斷故障的具體位置．
（3）電流表的讀數：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少．
知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據P=UI計算額定功率．
（4）燈泡兩端的電壓不同，燈泡的功率不同．只有在額定電壓下的功率才是額定功率，計算功率的平均值做額定功率是錯誤的．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程，電壓表與燈泡并聯．
電路電流約為：I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A＜0.6A，所以電流表使用0～0.6A量程．
電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．
滑動變阻器已經選擇下面接線柱，任意選擇上面一個接線柱串聯在電路中．如圖．

（2）第一種：小燈泡較暗，電路電流比較小，電路電阻比較大，滑動變阻器滑片移動時不能改變小燈泡的亮暗程度，把滑動變阻器的AB兩端點連入了電路中．
第二種：燈泡不亮，電流表示數為零，電路斷路，電壓表示數等于電源電壓，電壓表串聯在電路中，燈泡斷路．
第三種：燈泡不亮，電流表示數為0.45A，電路通路，電壓表示數為0，電壓表測量導線的電壓，燈泡短路．
（3）電流表使用的0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.34A．
P=UI=3.8V×0.34A=1.292W．
（4）燈泡的額定功率是燈泡在額定電壓下的功率，當滑動變阻器阻值變化時，燈泡兩端的電壓也變化，功率也變化，計算實際功率的平均值為額定功率是錯誤的．
故答案為：（1）如圖；（2）AB；斷路；短路；（3）0.34；1.292；（4）不合理．燈泡的額定功率是燈泡在額定電壓下的功率，計算實際功率的平均值為額定功率是錯誤的．

點評：（1）補全實物連接圖時，主要考慮電壓表、電流表、滑動變阻器：
電壓表量程根據燈泡的額定電壓或電源電壓最小值來確定，電壓表并聯在燈泡的兩端．
根據燈泡的額定電壓和電阻，或根據燈泡的額定電壓和額定功率，來判斷電流表的量程，電流表串聯在電路中．
滑動變阻器有4個接線柱，選擇一上一下接線柱接入電路，使滑動變阻器串聯在電路中．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數，電壓表串聯在電路中，電壓表測量電源電壓；
燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數增大，電壓表測量導線電壓，示數為0．
燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數．