Question

小明家在裝修房子期間，準備為書柜安裝一個小射燈（下表是小射燈的部分參數）．小明利用所學的電學知識，決定自己動手安裝．把小射燈直接接入家庭電路后，剛一通電，小射燈就燒壞了，經檢查，發現還有一個配件忘記安裝了，小明通過研究說明書，明白了其中的道理．

額定電壓	5V
頻率	50赫茲
…	…

（1）請你簡要寫出小射燈燒壞的原因：

加在小射燈兩端電壓遠大于其額定電壓

；通過該事例，你認為在使用和安裝用電器方面應該注意：

認真閱讀使用說明書（注意用電器兩端電壓不要超過其額定電壓）

．
（2）小明想動手測一個小射燈的額定功率，如圖是他設計并連接成的實驗電路．此電路有什么錯誤和不妥之處？（指出兩點）
①

電源電壓較小

；
②

缺少滑動變阻器（或電壓表的量程選小了）

．
（3）在改進實驗設計后，要測量小射燈的額定功率，應當調節

滑動變阻器

，當電壓表示數為

5

V時，小射燈正常發光．小明正進行實驗時，突然小射燈不亮了，這時發現小射燈兩端電壓為電源電壓，可能的故障是：

小射燈斷路

；
故障排除后小明將實驗數據填入表中，請算出小射燈的額定功率是

1.25

W．下面數據表格的設計還存在不足之處是：

不需要計算功率的平均值

．

實驗次數	1	2	3
電壓U/V	4	5	6
電流I/A	0.21	0.25	0.30
電功率P/W
電功率的平均值

Answer 1

分析：（1）從額定電壓上分析燈燒壞的原因及分析注意事項；
（2）在設計電路時應注意讓燈能正常工作，能控制電路中的電流，并能準確測量，從以上三點可以分析；
（3）要根據滑動變阻器的作用來考慮第一個空的答案．當小燈泡兩端實際電壓為額定電壓時，小射燈正常發光；
閉合開關時，滑動變阻器滑片處于最大阻值處，電路電阻最大，電流最小，燈泡兩端電壓最小，要增大燈泡電壓，需要最大電路電流，減小電路電阻，通過移動滑片，減小滑動變阻器連入電路的電阻，當小燈泡兩端實際電壓為額定電壓時，小射燈正常發光；
燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路或燈泡之外的電路斷路；電壓表示數接近電源電壓，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；電流表示數幾乎為零，說明電路電阻特大，可能是燈泡斷路，電壓表直接串聯在電路中；綜合分析可知：電路故障原因是燈泡斷路．
根據表中提供的數據，利用P=UI，分別計算電功率；
燈泡的功率與其兩端的實際電壓有關，電壓不同，功率不同，所以實驗中不能設計功率的平均值一欄．

解答：解：
（1）燈之所以燒壞，是因為功率遠大于了額定功率，即加在燈泡兩端的電壓遠大于了額定電壓，故在安裝用電器時一定要認真閱讀說明書，注意加在燈上的電壓不能超過額定電壓；
故答案為：加在小射燈兩端的電壓遠大于其額定電壓；認真閱讀說明書，注意加在用電器兩端的電壓不能超過其額定電壓．
（2）燈的額定電壓為5V，而只有了兩節干電池，電壓變小；
缺少滑動變阻器，不能有效控制電流的大小；
電壓表量程選擇了3V，而燈的電壓為5V，無法測出額定電壓時的功率；
故答案為：①電源電壓太小；②缺少滑動變阻器．
（3）剛閉合開關前時，滑動變阻器連入電路的電阻最大，燈泡兩端電壓最小，要使燈泡正常發光，要調節滑動變阻器滑片，減小連入電路的電阻，增大電路電流，增大燈泡兩端電壓，觀察電壓表的示數為燈泡額定電壓5V時，燈泡正常發光；
閉合開關S，發現燈泡不亮，小射燈兩端電壓為電源電壓，其電路故障可能是燈泡斷路；
由表中數據可知，小射燈的額定功率P=UI=5V×0.25A=1.25W．
不同電壓下燈泡的功率是不同的，實驗表格中設置了功率的平均值一欄，是不合理的．
故答案為：滑動變阻器；5；燈泡斷路；1.25．
（1）加在小射燈兩端電壓遠大于其額定電壓；認真閱讀使用說明書（注意用電器兩端電壓不要超過其額定電壓）；
（2）①電源電壓較小；②缺少滑動變阻器（或電壓表的量程選小了）；
（3）滑動變阻器；5；小射燈斷路；1.25；不需要計算功率的平均值．

點評：通過電壓表和電流表的示數變化、燈泡的發光狀態能判斷電路狀態．本題涉及到額定電壓、額定功率、電壓表的使用、滑動變阻器的使用、電功率的計算、實驗表格的實際，綜合性強，屬于難題．