Question

14．在“測量小燈泡功率”的實驗中，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、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干．
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲所示的實物電路連接完整．

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

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，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處；
電流表在干路上，無示數(shù)，說明電路故障為斷路；如果電壓有示數(shù)，說明與電壓表串聯(lián)的元件是完好的；如果無示數(shù)，說明與電壓表串聯(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）在沒有電壓表的情況下，測燈的額定功率，應(yīng)先使燈正常發(fā)光，故將開關(guān)置于b，通過移動滑片，使電流表示數(shù)為0.3A；
保持滑片位置不動，再將開關(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，測量小燈泡功率的實驗中，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）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置阻值最大處，即左端；
閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無示數(shù)，則此電路有斷路故障；
在開關(guān)閉合狀態(tài)下，將電壓表接在開關(guān)兩端，電壓表無示數(shù)，說明開關(guān)之外有斷路故障；
電壓表接在變阻器兩端時有示數(shù)，說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，移動變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為0.3A，此時電壓表示數(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，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，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）�。�

點評 本題測燈的功率，考查電路的連接、注意事項、故障的分析、電壓表讀數(shù)、額定功率的計算及設(shè)計實驗方案的能力，有一定難度．