Question

8．小華用如圖甲所示電路測(cè)量小燈泡的額定功率，小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣，額定功率約1W，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“50Ω，1.5A”字樣，電源電壓恒為6V．
[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]
（1）請(qǐng)幫小華在圖甲補(bǔ)畫導(dǎo)線，使其成完整實(shí)驗(yàn)電路，要求：滑動(dòng)變阻器的滑片
向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮．
（2）閉合開關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大外，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表示數(shù)為零，電流表指針偏轉(zhuǎn)，逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，小燈泡始終不亮，電壓表示數(shù)仍然為零，電流表示數(shù)逐漸變大，該電路故障可能是小燈泡短路．
（3）排除故障后，小華閉合開關(guān)并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為1.14W．
（4）小華剛準(zhǔn)備拆除電路結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，同組的小紅提出，在調(diào)節(jié)滑片使燈正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)很難準(zhǔn)確達(dá)到3.8V，可能因此造成一定的測(cè)量誤差，她認(rèn)為可以在（3）中小華所做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)電路稍作改動(dòng)，提高測(cè)量數(shù)據(jù)精確度．請(qǐng)幫小紅補(bǔ)全測(cè)量步驟（補(bǔ)全步驟必須準(zhǔn)確闡述接法和操作要點(diǎn)）：
a．?dāng)嚅_開關(guān)，將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，并用“0-3V”量程；
b．閉合開關(guān)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為2.2V，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)．
[拓展]
小華同學(xué)還要探究電流與電阻的關(guān)系，于是將圖中的小燈泡換成定值電阻，并使電壓表的示數(shù)始終保持2V不變，多次更換阻值不同的定值電阻R，記錄各次電流表的示數(shù)，在不更換其他器材的情況下，為了能夠完成實(shí)驗(yàn)，他更換的定值電阻R的阻值不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮，說明滑片右滑接入電路中電阻變小，即滑片右下方接線柱必須接入電路中；
（2）常見電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）由于小燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表必須選擇大量程，這樣造成電壓測(cè)量不精確，為了使測(cè)量誤差更小，可將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，改接小量程，據(jù)此進(jìn)行解答；根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器的右下方接線柱接入電路中，滑片向右滑動(dòng)時(shí)接入變小，燈泡兩端分得的電壓變大，實(shí)際功率變大，燈泡變亮，如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，燈泡始終不亮，電路可能存在斷路或燈泡發(fā)生短路，電流表指針偏轉(zhuǎn)較大，說明電路不存在斷路，電壓表示數(shù)為0，則電壓表被短路，即與電壓表并聯(lián)的燈泡發(fā)生短路；
（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，則燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（4）因小燈泡的額定電壓3.8V大于3V，所以電壓表必須選擇大量程，這樣造成電壓測(cè)量不精確，為了使測(cè)量誤差更小，可將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，改接小量程；
因?yàn)殡娫措妷簽?V，則變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V時(shí)，此時(shí)小燈泡恰好正常好光，
所以，補(bǔ)充的步驟為：
a．?dāng)嚅_開關(guān)，將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，電壓表換用較小量程；
b．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為2.2V，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)；
c．計(jì)算出燈的額定功率．
電源電壓為6V，電阻兩端電壓為2V，滑動(dòng)變阻器分壓為4V，是定值電阻兩端電壓的兩倍，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為定值電阻阻值的兩倍，滑動(dòng)變阻器最大阻值為50Ω，因此定值電阻最大阻值為25Ω．
故答案為：
（1）如上圖；（2）小燈泡短路；（3）1.14；（4）a．將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，并用“0-3V”量程；
 b．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為2.2V；  25．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電表讀數(shù)、求燈泡功率等問題，連接電路圖時(shí)要注意電表量程的選擇；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．