Question

14．在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，已知電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為3.8V，燈絲電阻約為12Ω．
（1）如圖甲所示是未接完的實驗電路，請用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接，并要求當(dāng)滑片P向右移時，電流表示數(shù)減小．
（2）在圖丙方框內(nèi)根據(jù)電路元件連接畫出電路圖．
（3）閉合開關(guān)前，應(yīng)使滑動變阻器的滑片P置于B端．若閉合開關(guān)，燈不亮，電壓表示數(shù)接近6V，電流表示數(shù)幾乎為零，出現(xiàn)這種故障的原因是燈泡斷路．
（4）閉合開關(guān)電壓表示數(shù)為2.5V，應(yīng)將滑片P向A端移動，直到小燈泡正常發(fā)光，電壓表示數(shù)應(yīng)為3.8V時，電流表示數(shù)為0.3A，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為12.7Ω，額定功率為1.14W，通電5min，小燈泡消耗的電能是320J，并請在乙圖中標(biāo)出電流表指針的位置．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)要求當(dāng)滑片P向右移時，電流表示數(shù)減小，確定變阻器的連接，根據(jù)燈泡額定電壓為3.8V確定電壓表選用的量程與燈并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出燈正常發(fā)光時的電流確定電流表選用的量程與燈串聯(lián)；
（2）根據(jù)實物圖畫出電路圖；
（3）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)使滑動變阻器的滑片P置于阻值最大處，若電流表示數(shù)幾乎為0，燈不亮，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了；
（4）燈在額定電壓下正常發(fā)光，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動的方向；根據(jù)歐姆定律求燈的電阻，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；根據(jù)W=Pt小燈泡消耗的電能；根據(jù)電流表小量程標(biāo)出指針的位置．

解答 解：（1）因要求當(dāng)滑片P向右移時，電流表示數(shù)減小，即電阻變大，故變阻器滑片以左電阻絲連入電路中，小燈泡額定電壓為3.8V，故電壓表選用大量程與燈并聯(lián)，燈絲電阻約為12Ω，由歐姆定律，燈正常發(fā)光時的電流約為：
I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{3.8V}{12Ω}$=0.32A，故電流表選用小量程與燈串聯(lián)，如下左圖1所示：

（2）根據(jù)實物圖畫出對應(yīng)的電路圖，如上圖2所示：
（3）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)使滑動變阻器的滑片P置于阻值最大處，即B端；經(jīng)分析，若閉合開關(guān)，燈不亮，電壓表示數(shù)接近6V，電流表示數(shù)幾乎為零，出現(xiàn)這種故障的原因是：燈泡斷路；
（4）燈在額定電壓下正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為2.5V，小于燈的額定電壓3.8V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向A移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓3.8V；
電流表示數(shù)為0.3A，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為：R=$\frac{U}{I}=\frac{3.8V}{0.3A}$Ω；
額定功率為：P=UII=3.8V×0.3A=1.14W；
通電5min，小燈泡消耗的電能是：W=Pt=1.14W×5×60s=342J；
乙圖中電流表分度值為0.02A，據(jù)此標(biāo)出電流表指針的位置，如下圖3所示：

故答案為：（1）如上圖1所示；（2）如上圖2所示；（3）B；燈泡斷路；（4）A；3.8；12.7；1.14；320；如上圖3所示．

點評 本題測定小燈泡額定功率，考查電路的連接、電路圖的畫法、故障分析、操作過程、電阻、額定功率、消耗電能的計算及電流表的作用等，為中考的熱點問題，要掌握．