Question

【題目】小明按如圖所示的電路圖做“測量燈泡的電功率”的實驗。實驗室可提供下列器材：

A．電流表

B．電壓表

C．滑動變阻器R（阻值0～20Ω）

D．電阻為6Ω的待測燈泡L（電阻不隨溫度變化）

E．電源E（電壓4.5V并保持不變）

F．開關S及導線若干

（1）根據電路圖和實驗室提供的器材，可判斷出：實驗時通過燈泡的最小電流為______A；加在燈泡兩端的最大電壓為______V。

（2）若小明所選電壓表的量程為0～3V、電流表的量程為0～0.6A，實驗要求測量時通過燈泡的電流至少為電流表滿刻度的三分之一，則測出的燈泡的功率范圍只能是______。

（3）小明按電路圖連接好電路后進行實驗，由于電路中某一處有故障，當閉合開關時電壓表無示數。為查出電路故障，小明進一步觀察并檢查電路，當檢查到電源、開關、電壓表、電流表、導線及其連接都完好時，小明結合前面的觀察，就可判斷出電路的故障：如果小明觀察到電流表有示數，則故障是______；如果小明觀察到電流表無示數，則故障是______。

（4）排除故障后，小明繼續進行實驗，在對測量數據的記錄和處理時，他設計了如下表格。你認為這張表格的設計是______（正確/錯誤）的。

次數	U/V	I/A	P/W	平均值P/ W
1
2
3

Answer 1

【答案】0.173 4.5 0.24W ～ 1.5 W 燈泡短路 滑動變阻器斷路
錯誤

【解析】

(1)[1]當滑片滑到最右端，電路電阻最大為

所以電路最小電流為

[2]滑片滑到最左端時，燈泡兩端電壓最大，等于電源電壓，燈泡電壓為4.5V。

(2)[3]當燈泡兩端電壓為1V時(量程)，燈泡電流為

(量程)

不符合題意。

當燈泡中的電流為0.2A時(量程)，燈泡電流為

(量程)

符合題意。

所以，0.2A 為燈泡的最小電流，所以燈泡最小功率為

當燈泡中的電流為0.6A時(滿量程)，燈泡電壓為

(滿量程)

不符合題意。

當燈泡中的電壓為3V時(滿量程)，燈泡電流

(滿量程)

所以3 V為燈泡的最大電壓，所以燈泡最大功率為

綜上，燈泡功率在0.24W~1.5 W。

(3)[4][5]經檢查，電源、開關、電壓表、電流表。導線及其連接完好，故障在燈與滑動變阻器上。

電壓表無示數，電流表有示數時，電路短路，電壓表測導線電壓，燈泡短路。

電壓表無示數，電流表無示數時，電路斷路，電壓表并聯在以外的滑動變阻器斷路，

(4)[6]燈泡電壓增大，電流增大，功率增大，設計功率的平均值一欄是錯誤的。