Question

18．燈泡上標(biāo)有“3.8V××”字樣．由于磨損，燈泡的額定功率字樣已模糊．某同學(xué)用如圖甲所示的電路來測定該燈泡的額定功率（已知電源電壓6V，燈絲電阻約為10Ω）．
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖1實物圖連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于A端（選A或B）．若閉合開關(guān)，燈不亮，電壓表的示數(shù)為6V，電流表的示數(shù)幾乎為零．出現(xiàn)這一故障的原因可能是燈泡斷路．
（3）閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為1.8V，應(yīng)將變阻器的滑片向B端（選A或B）移動，直至電壓表的示數(shù)為3.8V時，電流表示數(shù)如圖2所示，那么，電燈泡的額定功率是1.9W．
（4）假設(shè)電壓表的0～15V量程已損壞，只有0～3V量程能正常使用．若利用現(xiàn)有器材測出燈泡的額定功率，請在圖3虛線框中畫出你設(shè)計的電路圖．在你設(shè)計的電路圖中，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2V時，燈泡正常發(fā)光．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電流確定電流表量程；燈泡、電流表、電源串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，連線時注意電表正負(fù)接線柱不要接反；
（2）為保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)滑動變阻器的接法，確定滑動變阻器滑片的位置；閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路，電流表示數(shù)幾乎為零，說明電路存在斷路；電壓表示數(shù)為6V，等于電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，綜合分析可知，電路故障原因是：燈泡斷路；
（3）電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)移動滑片位置，使滑動變阻器接入電路的阻值變小，
燈泡兩端的電壓變大知道達(dá)到燈泡的額定電壓為止，根據(jù)滑動變阻器的接法判斷滑片移動的方向；由電路圖確定電流表的量程，由圖乙確定電流表的最小分度值，讀出電流表示數(shù)；最后由P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）燈泡額定電壓是3.8V，電壓表選15V量程；燈泡正常發(fā)光時電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，電流表選擇0.6A量程，燈泡、電流表、電源串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示：
（2）由電路圖知，滑動變阻器滑片在A端時，滑動變阻器接入電路的阻值為滑動變阻器的最大阻值，因此閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于A端；
閉合開關(guān)，燈不亮，電壓表的示數(shù)為6V，電流表示數(shù)幾乎為零．出現(xiàn)這一故障的原因可能是燈泡斷路；
（3）閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為1.8V，應(yīng)將變阻器的滑片向B端移動，使滑動變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端的電壓增大，直到電壓表示數(shù)為3.8V為止；由電路圖知，電流表量程是0.6A，由圖乙知，電流表最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.5A，燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.5A=1.9W；
（4）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，即要使燈泡電壓為3.8V，則滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V，
所以把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.2V時，即可進行實驗．
電路圖如下圖所示：

故答案為：（1）見上圖；（2）A；燈泡斷路；（3）B；1.9；（4）2.2；見上圖．

點評 本題考查了電壓表的使用、電路圖的設(shè)計、故障問題分析、電流表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的特點和歐姆定律以及電功率公式的應(yīng)用等．這些知識點是伏安法測功率中最常見的內(nèi)容，一定要掌握好．