Question

19．小華同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實驗，電源電壓不變，滑動變阻器標有“10Ω　2A”的字樣，待測小燈上只有所標“0.3A”字樣清晰可見．

（1）小華先將電源、小燈泡、電流表、開關(guān)以及滑動變阻器正確連入電路，如圖甲所示，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處于最左（填“左”或“右”）端．
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，燈泡都不亮，電流表示數(shù)為0，則電路的故障可能有AC．
A．小燈泡斷路 B．小燈泡短路 C．滑動電阻器斷路 D．滑動變阻器下下接
（3）小華排除故障，并將滑動變阻器滑片置于阻值最大處，再將兩個電壓表分別并聯(lián)在電路中的某兩點．閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)各表示數(shù)如圖乙所示．接著他移動變阻器的滑片至小燈泡正常發(fā)光，在此過程中小燈泡的亮度逐漸變亮．上述過程中小華發(fā)現(xiàn)有一個電壓表的示數(shù)始終未變，而另一個電壓表的示數(shù)變化了1.4伏，根據(jù)相關(guān)信息計算出小燈泡的額定功率為1.89瓦．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處于最大值處；
（2）無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，燈泡都不亮，電流表示數(shù)幾乎為0，說明電路中可能出現(xiàn)了斷路；
（3）兩個電壓表分別并聯(lián)在電路中的某兩點，移動變阻器的滑片一個電壓表的示數(shù)始終未變，而另一個電壓表的示數(shù)變化了1.4V．
由移動滑片一電壓表示數(shù)不變，根據(jù)圖示電壓表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，求出電源電壓；
由另一電壓表示數(shù)指針位置大于測電源電壓的電壓表位置可知另一電壓表表量程，另一電壓表由滑片開始在最大值處移動后燈正常發(fā)，示數(shù)變化1.4V，分析電壓表測哪個部分電壓．
求出燈泡額定電壓，應(yīng)用P=UI可計算小燈泡的電功率．

解答 解：
（1）為了保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)處于最大值左端；
（2）AC、若燈泡斷路或滑動變阻器斷路，整個電路斷路，所以無論怎樣移動滑片，電路中電流為0，燈泡不亮，故AC有可能；
B、若燈泡短路，電路仍是通路，電流表會有示數(shù)，故不符合題意；
D、若滑動變阻器下下接入電路，滑動變阻器以最大值接入電路，移動滑片不能改變電路中電流，但電路電流不會為0，故不符合題意；
（3）電源電壓應(yīng)大于燈泡兩端電壓，移動滑片過程，滑動變阻器和燈泡兩端電壓會發(fā)生變化，電源兩端電壓不變，由圖示電壓表可知，左邊電壓表測電源電壓，量程為0～15V，分度值為0.5V，示數(shù)為7.5V，即電源電壓為7.5V；
若另一電壓表測燈泡兩端電壓，由右側(cè)電壓表指針位置超過左側(cè)電壓表位置，由此可知電壓表應(yīng)使用的量程為0～3V，由圖示右側(cè)電壓表可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為2.6V，移動滑片滑動變阻器連入阻值減小，根據(jù)分壓原理，燈泡正常發(fā)光時電壓表示數(shù)應(yīng)增大1.4V，即燈泡電壓為2.6V+1.4V=4V，這樣就超過了電壓表量程，所以不合理；
由此可知另一電壓表測的是滑動變阻器兩端電壓，滑片在最大值處時，變阻器兩端電壓為2.6V，移動滑片變阻器連入阻值變小，其分得電壓變小，燈泡逐漸變亮，當燈泡正常發(fā)光時，燈泡兩端電壓為U_額=7.5V-（2.6V-1.4V）=6.3V，
所以燈泡額定功率：P_額=U_額I_額=6.3V×0.3A=1.89W．
故答案為：（1）左；（2）AC；（3）變亮；1.89．

點評 本題考查了實驗注意事項、電路故障的判斷、電壓表的讀數(shù)及小燈泡電功率的計算．解題的關(guān)鍵在于根據(jù)題意分析兩個電壓表各測哪部分電路兩端電壓，有一定難度．