Question

運用如圖a所示的實驗器材做測小燈泡功率的實驗，其中小燈泡標有“3.8V”的字樣、燈絲電阻約為10Ω左右．請完成或回答以下兩組問題．
第一組問題：
（1）補畫導線，把圖（a）中的器材連接成實驗電路，要求導線不交叉，且滑動變阻器的滑片P向右滑動時燈泡變亮；
（2）在連接電路前，應先將開關

斷開

，并將滑動變阻器的滑片P移到

A或C

端；
（3）電路連好后閉合開關，發現小燈泡兩端電壓為2.5V，這時小燈泡的亮度

較暗

（較亮、較暗），為使小燈泡正常發光，應將滑片P應向

右

端移動；
（4）小燈泡正常發光時，電流表的指示如圖b，則小燈泡額定功率為

1.216

W；
（5）由實驗數據可知，小燈泡正常發光時的燈絲電阻為

11.875

Ω．
第二組問題：
（1）某同學連接好電路后閉合開關，發現電流表指針向左偏轉，其原因是：

電流表正、負接線柱接反了

；
（2）若閉合開關后，發現電流表有指示，而電壓表指針不動，可能的原因是

燈泡短路

；
（3）某同學的實驗記錄和有關計算如表所示：

實驗序號	電壓（V）	電流（A）	電功率（W）	額定功率（W）
1	3.0	0.25	0.75	1.07
2	3.8	0.3	1.14
3	4.1	0.32	1.31

從表格設計和有關數據看，該同學所犯的錯誤是：

三次所測功率的平均值是額定功率

．
針對他的錯誤，你認為正確的結果是：

在額定電壓下工作時的功率為額定功率，即1.14W

．
（4）若實驗器材中電壓表0～15V的量程不靈，而0～3V的量程正常，電源電壓為6V，在這樣的前提下，要以用什么辦法測出小燈泡的額定功率？請畫出這種情況下的實驗電路圖．

Answer 1

分析：第一組問題：
（1）由燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯；由燈泡的額定電壓和電阻確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯；注意電壓表和電流表的正負接線柱；滑動變阻器滑片右滑，燈泡變亮，電路電流變大，總電阻變小，滑動變阻器連入電路電阻變小．
（2）連接電路前，應將開關斷開，滑片處于最大阻值處．
（3）燈泡亮度取決于燈泡的實際功率．實際功率越大，燈泡越亮．
實際功率取決于實際電壓，實際電壓越大，實際功率越大．實際電壓越小，燈泡越暗．
要使燈泡正常發光，要增大燈泡電壓，增大燈泡電流，總電阻減小，滑動變阻器電阻減小．
（4）電流表讀數：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少．知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據P=UI計算額定功率．
（5）根據歐姆定律的變形公式即可求出電阻．
第二組問題：
（1）電流從電流表的正接線柱流入負接線柱流出，否則指針會反偏．
（2）電流表有示數說明電路是通路，電壓表無示數說明電壓表并聯部分短路．
（3）額定功率是指燈泡兩端電壓等于額定電壓時的實際功率．
（4）燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，電壓表0～15V的量程損壞，0～3V的量程正常，可以把電壓表與滑動變阻器并聯，進行實驗．

解答：解：（1）燈泡額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程，電壓表與燈泡并聯．
燈泡電流約為：I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A＜0.6A，所以電流表選擇0～0.6A量程，電流表與燈泡串聯．
滑動變阻器滑片右移，燈泡變亮，電路電流變大，總電阻變小，滑動變阻器連入電路電阻變小，滑動變阻器接右半段，所以滑動變阻器接右下端接線柱串聯在電路中．如圖所示：

（2）連接電路前，開關處于斷開狀態；并且使滑動變阻器連入電路的阻值最大，故將滑片移至A或C端．
（3）當燈泡兩端電壓為2.5V時，小于燈泡的額定電壓，因此燈泡實際功率小于燈泡的額定功率，即小燈泡的亮度較暗．
要使燈泡正常發光，需增大燈泡兩端電壓，即減小滑動變阻器接入電路的電阻，故將滑片向右移．
（4）電流表使用的0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.32A；
小燈泡額定功率：P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
（5）∵I=

U

R

∴R=

U

I

=

3.8V

0.32A

=11.875Ω．
第二組問題：
（1）電流表指針向左偏轉說明電流表的正負接線柱接反了．
（2）閉合開關后，發現電流表有指示，而電壓表指針不動，可能的原因是燈泡的燈絲短路．
（3）不同電壓下的實際功率不同，因此功率不可以求平均值，因此該同學把三次所測功率的平均值是額定功率是錯誤的；
額在額定電壓下工作時的功率為額定功率，根據表中的數據可知，燈泡的額定功率為1.14W．
（5）電壓表0～15V的量程損壞，0～3V的量程正常，并且燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，因此可以把電壓表與滑動變阻器并聯，移動滑片的位置，當電壓表示數為2.2V時，燈泡兩端電壓等于其額定電壓，燈泡正常發光，電路如圖所示：
．
故答案為：第一組：（2）斷開；A或C；（3）較暗；右；（4）1.216；（5）11.875；
第二組：（1）電流表正、負接線柱接反了；（2）燈泡短路；（3）三次所測功率的平均值是額定功率；在額定電壓下工作時的功率為額定功率，即1.14W．

點評：本題考查了實物電路圖的連接、電表量程的選擇、電流表的讀數、歐姆定律和電功率的計算、滑動變阻器的正確使用、電路故障的判斷等，涉及的知識點較多，綜合性強，但這些知識都是學生必須掌握的內容，也是實驗經常考查的內容，注意掌握．