Question

夏日炎炎，蚊子滋生，傳播疾病，令人煩惱．小明根據(jù)蚊子在夜間具有趨光性（尤其是紫色光）的特點，打算自制滅蚊燈．小明從廢舊節(jié)日彩燈上拆得一個紫色小燈泡，其額定電壓為4V．為測得小燈泡的額定功率，小明找來蓄電池組（電壓恒為6V）、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、導線等，展開實驗探究．
（1）小明按照電路圖連接好實物圖．閉合開關S前，滑片P應放在使滑動變阻器接人電路的阻值______（最大/最小）處．
（2）閉合開關S后，小燈泡不亮，觀察發(fā)現(xiàn)：小燈泡是完好的；電壓表有示數(shù)；電流表指針指向零刻度線．電路可能存在的故障是______．
（3）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P直至電壓表的示數(shù)為______V，此時小燈泡處于正常工作狀態(tài)，根據(jù)圖示電流表的示數(shù)可知其額定功率為______W．
（4）如果在實驗過程中電壓表0-15V檔量程損壞，0-3V檔量程完好，怎樣繼續(xù)實驗？請在方框中畫出電路圖．

Answer 1

【答案】分析：（1）為保護電路，閉合開關S前，實際接入電路的滑動變阻器阻值應最大．
（2）電流表指針指向零刻度線，電路斷路；小燈泡不亮，小燈泡斷路或短路、或燈泡之外的電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極是連接的，與電壓表并聯(lián)之外的電路不存在斷路，斷路位置在小燈泡處；小燈泡是完好的，說明小燈泡接觸不良．
（3）當燈泡電壓等于額定電壓U時，燈泡正常工作；確定電流表的量程與分度值，讀出電流表的示數(shù)I，根據(jù)P=UI求出額定功率．
（4）可根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點計算，看滑動變阻器與電壓表并聯(lián)時是否超過電壓表的3v量程，若不超過可設計電壓表與滑動變阻器并聯(lián)的電路來完成燈泡額定功率的測量．
解答：解：（1）小明按照電路圖連接好實物圖．閉合開關S前，滑片P應放在使滑動變阻器接人電路的阻值最大處．
（2）閉合開關S后，小燈泡不亮，觀察發(fā)現(xiàn)：小燈泡是完好的；電壓表有示數(shù)；電流表指針指向零刻度線．電路可能存在的故障是小燈泡接線接觸不良．
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P直至電壓表的示數(shù)為燈泡額定電壓U=4V時，燈泡正常工作．
圖示電流表量程是3A，最小分度值是0.1A，電流表示數(shù)I=1.8A，燈泡額定功率P=UI=4V×1.8A=7.2W．
（4）電源電壓是6V，當燈泡電壓為額定電壓4V時，滑動變阻器電壓是2V，沒有超過帶你呀表3V量程，可以把電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，測量燈泡額定功率，電路圖如圖所示．
故答案為（1）最大；（2）燈泡接線接觸不良；（3）4；7.2；（4）電路圖如圖所示．

點評：本題考查了滑動變阻器的使用、電流表讀數(shù)、故障問題分析、測燈泡額定功率的方法、測量電路的設計等．這些知識點是伏安法測功率中最常見的內(nèi)容，一定要掌握．