Question

（2007?連云港）某班同學到實驗室做“測定小燈泡額定功率”的實驗．被測小燈泡的額定電壓為3.8V，電阻約為10Ω．實驗室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A  0～3A）、電壓表（0～3V  0～15V）、開關各一只，導線若干，滑動變阻器三只：R₁（5Ω  0.5A）、R₂（10Ω  0.5A）、R₃（500Ω  1A）．同學們設計的電路如圖所示：
（1）電壓表應選用

0～15V

擋，電流表選

0～0.6A

擋，滑動變阻器應選用

R₂

（選填“R₁”、“R₂”、“R₃”）；
（2）實驗電路接好后，合上開關時，部分同學發現電路出現故障，主要有下表所列的兩種情況，請根據現象和檢測結果指出故障的可能原因：

故 障 現 象	檢    測	故 障 原 因
a．燈泡較暗、兩表的示數均較小	移動滑動變阻器滑片，現象不變
b．燈泡不亮、電壓表示數較大、電流表無示數	取下燈泡，兩表的示數不變

（3）下表為某小組的實驗記錄分析表：

實驗序號	電壓表示數/V	電流表示數/A	功率/W	額定功率/W
1	3.0	0.36	1.08	P額= 1.08+1.52+1.89 3 =1.50
2	3.8	0.4	1.52
3	4.5	0.42	1.89

老師認為該小組數據處理過程有誤，你認為正確測量結果P_額=

1.52

W．

Answer 1

分析：（1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，利用I=

U

R

求出燈泡額定電流確定電流表的量程，選擇滑動變阻器的規格，要從電路需要滑動變阻器的最大電阻和電路通過的最大電流考慮：滑動變阻器的最大阻值要稍大于電路需要滑動變阻器的最大阻值．滑動變阻器允許通過的最大電流大于電路最大電流．
（2）燈泡較暗，電路電流較小，電路電阻較大，移動滑片，燈泡亮度、電壓表和電流表的示數都不變，滑動變阻器不能改變電路電阻，并且電路電阻很大，可以判斷故障原因．燈泡不亮，電流表無示數，電路斷路，電壓表示數較大，電壓表與電源接通，取下燈泡，電壓表和電流表的示數不變，可斷定燈泡斷路．
（3）由于燈泡的實際功率不是定值，所以不能求平均值；當燈泡在額定電壓下，燈泡正常工作時的實際功率等于燈泡的額定功率．

解答：解：（1）因為燈的額定電壓為3.8V，所以電壓表選0～15V量程；
加在燈兩端的電壓為3.8V時，I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A，所以電流表的量程為0～0.6A；
當燈正常發光時，電路的總電阻為R_總=

6V

0.38A

≈15.8Ω，變阻器連入的電阻為R=R_總-R_L=15.8Ω-10Ω=5.8Ω，
滑動變阻器最大電阻稍大于電路需要的滑動變阻器電阻，“5Ω  0.5A”電阻太小，“500Ω  1A”電阻太大．“10Ω  0.5A”的滑動變阻器電阻和電流都合適．
（2）燈泡較暗，兩表示數較小說明，在電源電壓不變時，電路中電阻較大，移動滑片，現象都不改變，所以滑動變阻器都接下面兩個接線柱．
燈泡不亮，電流表無示數，電流斷路，電壓表有較大示數，取下燈泡，兩表示數不變，可以斷定燈泡斷路．
（3）由于燈泡的實際功率不是定值，所以不能通過求平均值的方法來求功率；該小組數據處理過程是錯誤的；
額定功率等于燈泡正常工作時的實際功率，即實際電壓為3.8V時的實際功率1.52W．
故答案為：（1）0～15V；0～0.6A；R₂；（2）a、滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱；b、燈泡斷路；（3）1.52．

點評：本題考查了電壓表、電流表、滑動變阻器量程的選擇，電路故障的判斷等，關鍵是對額定功率的理解和掌握．