Question

小華同學做了“測定小燈泡額定功率”的實驗，所用實驗器材包括：電源（電壓約12V）、開關、電壓表、電流表各一個，導線若干，待測額定電壓為3.8V的小燈泡若干（電阻約10Ω），滑動變阻器兩個（甲：“10Ω 2A”、乙：“25Ω 0.5A”）．

（1）如圖1所示，是小華同學已經連接的部分電路，請你用筆畫線代替導線，幫他完成電路的連接（要求：①不改動已連接導線，連接時導線不交叉，②滑動變阻器滑片P向左移動時，小燈泡變亮）；
（2）小華同學完成電路連接，檢查電路無誤后，閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片小燈泡都不亮，電壓表示數始終是12V，電流表示數始終為0A，則電源電壓為______V，產生這個故障的原因可能是______；小華所選用的滑動變阻器是______（選填“甲”或“乙”）；
（3）當電壓表示數為3.8V時，小燈泡正常發光，電流表示數如圖2所示為______A，則小燈泡的額定功率為______W．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據燈泡額定電壓選擇電壓表量程，滑片向左移動時，燈泡變亮，說明滑動變阻器左半部分電阻絲接入電路，
根據電路圖確定滑動變阻器的接法，把滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端即可完成電路連接．
（2）常見的電路故障有斷路與短路，根據電路故障現象，分析電路故障原因；根據電壓表示數確定電源電壓；
根據燈泡正常發光時滑動變阻器接入電路的阻值選擇滑動變阻器．
（3）由圖示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．
解答：解：（1）燈泡額定電壓是3.8V，電壓表應選0～15V量程，由電路圖可知，
滑動變阻器應接A接線柱，把滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，電路圖如圖所示．
（2）燈泡不亮，可能是由燈泡斷路、或燈泡短路、或燈泡之外電路斷路造成的；電流表示數為零，則電路存在斷路；電壓表示數是12V，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯電路之外電路不存在斷路，綜合分析可知，電路故障是燈泡斷路；
燈泡斷路時，電壓表接在電源兩端，測電源電壓，電壓表示數等于電源電壓，因此電源電壓是12V；
燈泡正常發光時，電路電流I===0.38A，此時滑動變阻器兩端電壓是U_滑=U-U_L=12V-3.8V=8.2V，
∵I=，∴滑動變阻器接入電路的阻值為R_滑==≈21.6Ω＞10Ω，因此滑動變阻器應選乙．
（3）由圖2所示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數是0.4A，
燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）12；燈泡斷路；乙；（3）0.4；1.52．
點評：本題考查了連接電路圖、電路故障分析、滑動變阻器的選擇、電表讀數等問題；連接電路圖時，注意滑動變阻器的接法；對電表讀數時，要先確定電表量程與分度值，然后再讀數，讀數時視線要與電表刻度線垂直．