Question

19．在“測定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：“3.8V？A”的小燈、“10Ω   1A”的滑動(dòng)變阻器、四節(jié)新干電池等．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整，使閉合開關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大．
（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無示數(shù)．為了查找故障，小明將電壓表拆下，在開關(guān)閉合狀態(tài)下，分別將電壓表接在電源、滑動(dòng)變阻器及開關(guān)兩端，結(jié)果只有接在滑動(dòng)變阻器兩端時(shí)，電壓表無示數(shù)，則肯定出現(xiàn)故障的元件是開關(guān)．
（3）排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，滑片P移到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為測量燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向右端移動(dòng)，直至電壓表的示數(shù)為3.8V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是1.14W．
（4）若用該電路測量規(guī)格是“2.5V  0.3A”燈泡的額定功率，須對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，寫出你的做法換最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表所選用的量程，電流表選用小量程，并注意變阻器接線柱與電壓接線柱的接法；
（2）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)燈的額定電壓確定電壓表的量程讀數(shù)，比較實(shí)際電壓和額定電壓的大小，根據(jù)分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；認(rèn)清電流表的分度值讀數(shù)，由P_額=U_額I計(jì)算燈的額定功率；
（4）計(jì)算燈正常工作時(shí)的電阻，電源電壓為4×1.5V=6V，求出滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理求出變阻的最小電阻．

解答 解：（1）由題可知，小燈泡的額定電壓3.8V＞3V，由圖丙知，電流表選用小量程；要使閉合開關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，滑片以右部分的電阻絲連入電路，如右圖所示；

（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無示數(shù)，則此電路為斷路；在開關(guān)閉合狀態(tài)下，將電壓表接在電源兩端時(shí)，電壓表有示數(shù)，說明電源、電壓表是完好的；電壓表接在開關(guān)兩端時(shí)有示數(shù)，說明開關(guān)以外的電路是通路，而開關(guān)是斷開的，所以，肯定出現(xiàn)故障的元件是開關(guān)（電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端，因無電源，沒有示數(shù)）；
（3）燈的額定電壓為3.8V＞3V，電壓表選用大量程，分度值為0.5V，示數(shù)為3V，所以，為使燈正常發(fā)光，應(yīng)增加燈的電壓，減小變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻減小，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)；電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，小燈泡的額定功率P_額=U_額I=3.8V×0.3A=1.14W；
（4）燈正常工作時(shí)的電阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω，滑動(dòng)變阻器要分去的電壓U_滑=6V-2.5V=3.5V的電壓，燈才能正常工作，根據(jù)分壓原理$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$=$\frac{{R}_{滑}}{{R}_{L}}$可得滑動(dòng)變阻器的電阻至少為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$×R_L=$\frac{3.5V}{2.5V}$×8.3Ω≈11.62Ω，所以，可換最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器．
故答案為：（1）如圖；（2）開關(guān)；（3）右；1.14；（4）換最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器．

點(diǎn)評 本題測量燈的電功率，考查電路的連接、故障的查找、及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)定等，綜合性較強(qiáng)．