Question

12．如圖甲所示是小明“用伏安法測(cè)小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)電路．其中電源電壓恒為6V，小燈泡額定電壓為3.8V，電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格“10Ω、2A”．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲的實(shí)驗(yàn)電路連接完整．
（2）正確操作，閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，其原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，當(dāng)變阻器滑片P移到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為2.5V．要測(cè)小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向左（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為3.8V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示，則燈泡的額定功率為1.14W．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)小明發(fā)現(xiàn)自己無(wú)法準(zhǔn)確判斷電壓表指針是否指向3.8V，其原因是電壓表0-15V量程的分度值為0.5V，測(cè)3.8V電壓需估讀；請(qǐng)你利用現(xiàn)有器材，通過(guò)一次測(cè)量就能較準(zhǔn)確測(cè)出燈泡的額定電功率，其具體方法是：電壓表選用0～3V量程，與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，移動(dòng)滑片至電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí)讀出電流表的示數(shù)即可測(cè)出燈泡的電功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，并將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
（2）燈泡不發(fā)光，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電路斷路，電壓表有偏轉(zhuǎn)，電壓表與電源接通，與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）根據(jù)電壓表和電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表和電流表的示數(shù)，然后根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)確定滑片移動(dòng)的方向；再利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)電壓表的分度值與3.8V的電壓表指針位置分析判斷；
為了一次測(cè)量就能較準(zhǔn)確測(cè)出小燈泡的額定電功率，可利用較準(zhǔn)確讀出電壓表示數(shù)的0～3V量程進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)串聯(lián)的電壓特點(diǎn)即可能較準(zhǔn)確的間接測(cè)出燈泡兩端的電壓為額定電壓，最后利用P=UI計(jì)算出電功率．

解答 解：（1）因?yàn)闊襞莸念~定電壓為3.8V，量程為0～15V，因此將電壓表15V接線柱與燈泡的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）連好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，說(shuō)明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路，所以出現(xiàn)故障的原因是燈泡斷路；
（3）根據(jù)圖乙可知，電壓表的量程為0～15V，分度值為0.5V，示數(shù)為2.5V；
使電壓表的示數(shù)由2.5V增大到3.8V，要使燈泡電壓增大，需要電流增大，總電阻減小，滑動(dòng)變阻器電阻減小，滑片向左端移動(dòng)．
電流表選擇0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.3A，
燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（4）由于電壓表0-15V量程的分度值為0.5V，測(cè)使電壓表示數(shù)為3.8V時(shí)需估讀才可以，所以，無(wú)法準(zhǔn)確判斷電壓表指針是否指向3.8V；
由于電壓表0～3V量程的分度值為0.1V，則可以叫準(zhǔn)確到0.1V，所以可以使用電壓表的0～3V量程進(jìn)行測(cè)量，由于3.8V大于3V的量程，所以為了一次測(cè)量就能較準(zhǔn)確測(cè)出小燈泡的額定電功率，利用電壓表的0～3V量程來(lái)測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，這樣移動(dòng)滑片至電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí)，根據(jù)串聯(lián)的電壓特點(diǎn)和電源電壓即可判斷此時(shí)燈泡正常工作，于是根據(jù)電流表的示數(shù)利用P=UI即可求出燈泡的電功率，故具體做法是：電壓表選用0-3V量程，與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，移動(dòng)滑片至電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí)讀出電流表的示數(shù)即可測(cè)出燈泡的電功率．
故答案為：（1）如上圖； （2）燈泡斷路；（3）2.5；左；1.14；（4）電壓表0-15V量程的分度值為0.5V，測(cè)3.8V電壓需估讀；電壓表選用0-3V量程，與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，移動(dòng)滑片至電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí)讀出電流表的示數(shù)即可測(cè)出燈泡的電功率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了“測(cè)定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)，涉及到實(shí)物電路的連接、故障分析、電壓表和電流表的讀數(shù)、串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)以及功率和歐姆定律的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)．