Question

【題目】某班同學到實驗室做“測定小燈泡的功率”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）、開關各一個，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）電壓表和電流表應選的量程分別為 ；

（2）滑動變阻器應選用 （選填“R1”、“R2”、“R3”）；通過計算說明理由：

（3）實驗電路接好后，閉合開關時，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
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
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

（4）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==1.5
2	3.8	0.4	1.52
3	4.5	0.42	1.89

老師認為該小組的數據處理過程有錯誤，你認為錯誤之處是： ．

Answer 1

【答案】（1）0～15V、0～0.6A；

（2）R2；

（3）滑動變阻器接下邊兩個接線柱了；燈泡處開路；

（4）取燈泡在不同電壓下功率的平均值作為燈泡的額定功率．

【解析】

試題分析：（1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程；根據額定電壓下的電流確定電流表的量程；

（2）求出燈泡正常發光時滑動變阻器接入電路的阻值，然后根據該阻值選擇滑動變阻器．

（3）①燈泡較暗、兩表的示數均較小，說明電路電阻太大；

移動滑動變阻器滑片，現象不變說明滑動變阻器不能改變電路電阻，即滑動變阻器全部接入電路；

②燈泡不亮，燈泡斷路、或燈泡短路，或燈泡之外電路斷路；

電流表無示數，說明電路存在斷路；

電壓表示數較大，說明電壓表與電源兩端連接，電壓表并聯電路之外不存在斷路，綜合分析可知電路故障原因；

故障現象	檢測	故障原因
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	滑動變阻器接下邊兩個接線柱了
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	燈泡斷路

（4）不同電壓下燈泡的功率不同，燈泡在額定電壓下的功率是燈泡的額定功率，不能把不同電壓下的功率的平均值作為額定功率；

解：（1）燈泡額定電壓是3.8V＞3V，因此電壓表應選擇0～15V量程；

燈泡正常發光時的電流約為I===0.38A，因此電流表應選擇0～0.6A；

（2）燈泡正常發光時滑動變阻器兩端的電壓U滑=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V，

此時滑動變阻器接入電路的阻值為R==≈5.8Ω＞5Ω，

因此滑動變阻器應選R2（10Ω 0.5A）；

（3）①燈泡較暗、兩表的示數均較小，說明電路電阻太大；移動滑動變阻器滑片，現象不變說明滑動變阻器不能改變電路電阻，即滑動變阻器接下邊兩個接線柱了．

②燈泡不亮、電壓表示數較大、電流表無示數說明電路斷路；取下燈泡，兩表的示數不變說明燈泡斷路．

故障現象	檢測	故障原因
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	滑動變阻器全部接入電路
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	燈泡斷路

（4）不同電壓下燈泡的功率不同，燈泡在額定電壓下的功率是燈泡的額定功率，取燈泡在不同電壓下功率的平均值作為燈泡的額定功率是錯誤的．由表知，電壓為額定電壓3.8V時的功率是1.52W，即：額定功率是1.52W；

故答案為：（1）0～15V、0～0.6A；

（2）R2；

（3）滑動變阻器接下邊兩個接線柱了；燈泡處開路；

（4）取燈泡在不同電壓下功率的平均值作為燈泡的額定功率．