Question

3．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L₁額定電流為0.2A、電阻小于10Ω．（1）連接電路時開關(guān)應斷開．
（2）請你用筆畫線代替導線，將圖1中的實物電路連接完整．
（3）閉合開關(guān)前，圖中滑動變阻器的滑片P應位于A（選填“A”或“B”）端．
（4）實驗電路連好后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)、電壓表無示數(shù)，產(chǎn)生此現(xiàn)象的可能原因是燈泡短路．

（5）小向同學移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖2所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.3W．
（6）若用上述電路測量了L₁燈泡的額定功率后，再測定一個額定電流為“0.4A”的小燈泡L₂的額定功率，L₂的電阻也略小于10Ω，則需更改電壓表的量程，且更換燈后應該將滑動變阻器的滑片往B（選填“A”或“B”）移動使燈L₂正常發(fā)光．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關(guān)必須斷開；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電壓的大約值來確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；
（3）為防止電路中電流過大燒壞電路元件，閉合開關(guān)前滑動變阻器處于最大阻值處；
（4）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說明電路為通路，即電路故障為短路；根據(jù)電壓表無示數(shù)判斷電路故障的具體位置；
（5）額定電流下燈泡的實際功率和額定功率相等，由圖象讀出對應的電壓，根據(jù)P=UI求出其大��；
（6）①根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電壓的大約值確定電壓表的量程，據(jù)此得出需要修改的電表；
②要增大通過燈泡的電流，應減小滑動變阻器接入電路中的電阻．

解答 解：（1）連接電路時，開關(guān)必須斷開；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的額定電壓約為U_額=I_額R=0.2A×10Ω=2V，則電壓表選0～3V的量程，且與燈泡并聯(lián)，如下圖所示：

（3）為保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片處于最大阻值的A端；
（4）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說明電路為通路，即電路故障為短路，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的燈泡短路；
（5）由圖2可知，通過燈泡的電流為0.2A時，燈泡兩端的電壓為1.5V，則燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=1.5V×0.2A=0.3W；
（6）測定一個額定電流為“0.4A”的小燈泡L₂的額定功率，燈泡的電流未超過0.6A，則電流表的量程不需要修改；
燈泡的額定電壓約為U_額′=I_額′R=0.4A×10Ω=4V＞3V，則電壓表的量程需要改為0～15V；
更換燈后，要使該燈泡正常發(fā)光，滑片應向B端移動，減小滑動變阻器接入電路中的電阻，增大電路中的電流．
故答案為：（1）斷開；（3）A；（4）燈泡短路；（5）0.3；（6）電壓；B．

點評 本題考查了實物電路圖的連接和實驗的注意事項、電功率的計算等，關(guān)鍵是從圖象中得出燈泡的額定電壓和知道根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，要注意額定電流下燈泡的實際功率和額定功率相等．