Question

圖甲是某小組同學“測量小燈泡的電功率”實驗電路圖，已知小燈泡的額定電壓為3.8V，額定功率大約為1.5w．所用電源為三個串聯的鉛蓄電池，現有如下器材可供選擇：電流表（0～0.6A和0～3A）、電壓表（0～3V和0～15V）、開關各一個，規格分別為“10Ω　1A”、“5Ω　l.5A”、“20Ω　0.1A”的滑動變阻器各一個、導線若干．

（1）你認為該小組應選用規格為______的滑動變阻器，電壓表的選______，電流表的量程應選______．
（2）圖乙已連接了部分電路，請用筆畫線代替導線將電路連接完整．
（3）若電壓表0～15V的量程損壞，為完成測量小燈泡額定功率實驗，請你使用原有器材重新設計一個串聯電路，并將設計的電路圖畫在右邊的虛線框內．

（4）根據你的設計重新連接電路進行實驗．閉合開關，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數為______V，小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖丙，則小燈泡的額定功率是______W．

Answer 1

解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，燈泡額定電流：I==≈0.39A，因此電壓表選擇0～15V的量程，電流表選擇0～0.6A的量程；
電源電壓約為6V，燈泡額定電壓為3.8V，滑動變阻器電壓至少為6V-3.8V=2.2V，
滑動變阻器電阻至少為R==≈5.6Ω，
故選擇的變阻器規格為“10Ω 1A”．
（2）燈泡額定電壓為3.8V，電壓表應選擇15V量程，電流表應選擇0.6A量程，把燈泡、電流表、滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，如圖所示；

（3）電壓表0～15V量程損壞，電壓表與滑動變阻器并聯，如圖所示．

（4）當燈泡電壓為額定電壓時，滑動變阻器兩端電壓，即電壓表示數U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，當電壓表示數是2.2V時燈泡正常發光；
由圖丙可知，電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數I=0.34A，
燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.34A=1.292W．
故答案為：（1）10Ω 1A；0～15V；0～0.6A；（4）2.2；1.292．
分析：（1）滑動變阻器規格的選擇要同時考慮滑動變阻器的電阻和電流．滑動變阻器最大電阻稍大于電路中需要的電阻，既能滿足電路需要，又能使電路測量值比較準確．滑動變阻器允許通過的電流大于電路最大電流．電壓表和電流表的量程可根據燈泡的額定電壓和額定電流進行選擇．
（2）把燈泡、電流表、滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端；注意滑動變阻器有4個接線柱，選擇一上一下接線柱接入電路．
（3）電壓表0～15V量程損壞，只能使用0～3V量程，燈泡正常發光時燈泡電壓是3.8V＞3V，此時滑動變阻器兩端電壓是6V-3.8V=2.2V，因此電壓表不能測燈泡兩端電壓，可用電壓表測滑動變阻器兩端電壓，據此設計實驗電路圖．
（4）燈泡電壓為額定電壓時，燈泡正常發光，由串聯電路特點求出電壓表示數；由圖3確定電流表量程與最小分度值，讀出電流表示數，由電功率公式P=UI求出燈泡的額定功率．
點評：本題考查了實物電路圖連線、設計實驗電路圖、電流表讀數、求燈泡的額定功率，是實驗的�？純热�，要掌握；對電流表讀數時，應先確定電流表的量程與最小分度值，然后再讀數，讀數時視線要與電流表刻度線垂直．