Question

14．在用電流表、電壓表測小燈泡功率的實驗時，燈泡上標(biāo)有“3.4V”字樣．小明設(shè)計了實驗電路圖1，并連接了部分實驗電路，如圖所示．

（1）請幫助小明完成實驗電路（圖2）的連接．
（2）連接完實驗電路后，小明閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮、電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù)且接近于電源電壓，請幫助小明分析電路出現(xiàn)故障的原因：燈泡接觸不良或燈泡壞了．
（3）排除故障后，小明調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖3所示，讀數(shù)為0.3A，則小燈泡的額定功率為1.02W．
（4）假若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，仍利用現(xiàn)有的器材完成測燈泡額定功率的實驗，你認(rèn)為應(yīng)該如何操作？請你設(shè)計出實驗方案．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)，注意正負(fù)接線柱的連接；滑動變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或短路，燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數(shù)，電壓表并聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓；燈泡短路時，電路總電阻減小，滑動變阻器電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表測量導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)；根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．
（4）電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，當(dāng)燈泡電壓為3.4V，滑動變阻器的電壓為2.6V＜3V，可以利用0～3V量程測量滑動變阻器的電壓．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為3.4V，所以電壓表選0～15V的量程，且與燈泡并聯(lián)，電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出；滑動變阻器一上一下的串聯(lián)在電路中．如圖所示：

（2）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，應(yīng)該是燈絲斷了、燈泡或燈泡接線柱接觸不良，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓．
（3）電流表使用的0～0.6A量程，分度值為0.02A，所以串聯(lián)電路的電流為0.3A；燈泡的額定功率為P=UI=3.4V×0.3A=1.02W．
（4）燈泡的額定電壓為3.4V，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，電壓表選擇0～15V，但是0～15V量程壞了，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電源電壓為6V，要使燈泡電壓為3.4V，滑動變阻器兩端電壓為6V-3.4V=2.6V，把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片，示數(shù)為2.6V時，燈泡正常工作．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡接觸不良或燈泡壞了；（3）0.3；1.02；（4）將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，移動滑片至電壓表的讀數(shù)為2.6V，讀出電壓表的示數(shù)，即可算出燈泡的額電功率．

點評 本題考查了電壓表和滑動變阻器的正確連接、電流表的讀數(shù)、電路故障的判斷、功率的計算，出現(xiàn)電壓表的量程損壞問題如何處理，這幾個問題是比較典型的類型習(xí)題，一定要掌握．