Question

14．在“測(cè)量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：銘牌上僅能看清標(biāo)有“0.3A”字樣的小燈泡、電池組、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖甲所示的實(shí)物電路連接完整．

（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于左（選填“左”或“右”）端．閉合開(kāi)關(guān)，小燈泡不亮，兩電表均無(wú)示數(shù)，現(xiàn)將電壓表接在變阻器兩端時(shí)有示數(shù)，接在開(kāi)關(guān)兩端時(shí)無(wú)示數(shù)，則電路故障是變阻器斷路．
（3）排除故障后，移動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為0.3A，此時(shí)電壓表示數(shù)如圖乙所示，其值為2.5V，小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電壓表發(fā)生故障，現(xiàn)增加電阻箱和單刀雙擲開(kāi)關(guān)，設(shè)計(jì)了如圖丙、丁兩種方案，則能測(cè)出燈泡額定功率的方案是丁．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈上標(biāo)有“0.3A”字樣確定電流表選用的量程與燈串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)；
（2）為保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處；
電流表在干路上，無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路故障為斷路；如果電壓有示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的元件是完好的；如果無(wú)示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的元件有斷路，或與電壓表并聯(lián)的元件短路或電路中無(wú)電源，據(jù)此判斷故障所在；
（3）根據(jù)圖中電壓表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（4）在沒(méi)有電壓表的情況下，測(cè)燈的額定功率，應(yīng)先使燈正常發(fā)光，故將開(kāi)關(guān)置于b，通過(guò)移動(dòng)滑片，使電流表示數(shù)為0.3A；
保持滑片位置不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān)置于a，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電流表示數(shù)不變，根據(jù)等效替代法，則電阻箱的阻值等于燈正常發(fā)光時(shí)的電阻大小，根據(jù)率P=I_額² R_箱即可求出燈的額定功率．

解答 解：（1）燈上標(biāo)有“0.3A”字樣，表示燈的額定電流為0.3A，測(cè)量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，電流表選用小量程與燈串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，如下所示：

（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置阻值最大處，即左端；
閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無(wú)示數(shù)，則此電路有斷路故障；
在開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)下，將電壓表接在開(kāi)關(guān)兩端，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明開(kāi)關(guān)之外有斷路故障；
電壓表接在變阻器兩端時(shí)有示數(shù)，說(shuō)明電壓表兩接線柱與電源的兩極是連通的，
則肯定出現(xiàn)的故障是變阻器斷路了；
（3）排除故障后，移動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為0.3A，此時(shí)電壓表示數(shù)如圖乙所示，圖中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，其值為2.5V，小燈泡的額定功率為：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）將S₂置于b，移動(dòng)滑片，使電流表示數(shù)為0.3A，則燈正常發(fā)光；
保持滑片的位置不動(dòng)，將S₂置于a，調(diào)節(jié)電阻箱的旋鈕，記下電阻箱連入電路中的電阻大小R_箱，使電流表的示數(shù)仍為0.3A，則燈正常發(fā)光時(shí)的電阻等于R_箱，則燈的額定功率：
P=I_額² R_箱=（0.3A）²×R_箱．選�。�
故答案為：（4）將S₂置于b，移動(dòng)滑片，使電流表示數(shù)為0.3A，則燈正常發(fā)光；
保持滑片的位置不動(dòng)，將S₂置于a，調(diào)節(jié)電阻箱的旋鈕，記下電阻箱連入電路中的電阻大小R_箱，使電流表的示數(shù)仍為0.3A，則燈正常發(fā)光時(shí)的電阻等于R_箱，則燈的額定功率P=I_額² R_箱=（0.3A）²×R_箱．
故答案為：（1）如上所示；（2）左；變阻器斷路；（3）2.5；0.75；
（4）丁．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)燈的功率，考查電路的連接、注意事項(xiàng)、故障的分析、電壓表讀數(shù)、額定功率的計(jì)算及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，有一定難度．