Question

如圖所示的是小芳同學測量小燈泡的額定功率的實驗電路，其中小燈泡的額定電壓為4.8V，允許通過最大電流為0.5A，電流表的量程為0～0.6A～3A，電壓表的量程為0～3V～15V，電源的輸出電壓為6V，滑動變阻器標號為“20Ω  0.5A”．小紅在測量小燈泡的額定功率之前，先按圖1接好線，閉合開關S時，發現小燈泡不發光，估計原因是燈泡開路或短路．于是她用一只電壓表查出了電路的故障情況，并且還想出了兩種不同的連接方法．

（1）請你將小芳想出來的兩種不同連接方法及其現象、結果填入下表的相應位置上．

電壓表的接法和位置	現象和結論

（2）排除故障后，幫小芳把電流表、電壓表連接到圖1的實驗電路中（如需改動圖1中原有的導線，可在該導線上打“Χ”）．連接時，電流表量程應選

 

，電壓表量程應選

 

．
（3）開關閉合前，滑動變阻器的滑動片P應移到

 

端．（填“C”或“D”）
（4）要測小燈泡的額定功率，必須移動滑動片P，直到小燈泡正常發光，電壓表的示數是

 

V為止，如果此時電流表的示數如圖2所示，則該燈泡的額定功率為

 

W．

Answer 1

分析：（1）電壓表與斷路部分并聯時，電壓表有示數；電壓表與短路部分并聯時，電壓表示數為零；電壓表串聯在斷路電路中時，示數為零；電壓表串聯在短路電路中時，電壓表有示數；
（2）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，根據電路中的最大電流確定電流表的量程，使電流表與燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯；
（3）閉合開關前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處；
（4）當燈泡兩端電壓等于額定電壓時，燈泡正常發光；
根據電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數，根據P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）電壓表的接法、現象以及結論如下：

電壓表的接法和位置	現象和結論
①并聯在L兩端	電壓表有示數，L燈開路 電壓表無示數，L燈短路
②串聯在電路中	電壓表有示數，L燈短路 電壓表無示數，L燈開路

（2）燈泡的額定電壓為4.8V，因此電壓表選擇將0～15V的量程，電路中的最大電流為0.5A，所以電流表的量程選擇0～0.6A，將燈泡與負極相連的導線去掉，使電流表與燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯，如下圖所示：

（3）閉合開關前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，即D端；
（4）當燈泡兩端電壓等于額定電壓時，燈泡正常發光，因此移動滑片的位置使電壓表的示數為4.8V；
根據圖2可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.28A；
燈泡的額定功率：P=UI=4.8V×0.24A=1.344W．
故答案為：
（1）如上表所示；（2）0～0.6A；0～15V；（3）D；（4）4.8；1.344．

點評：本題考查了實驗注意事項、電壓表和電流表的量程選擇、故障分析、電表讀數、求燈泡額定功率等問題；對電表讀數時，要先確定其量程與分度值，然后再讀數，讀數時視線要與電表刻度線垂直．