Question

19．小明按如圖所示電路圖做“測(cè)量燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)室可提供下列器材：
A．電流表（0-0.6A）
B．電壓表（0-3V和0-15V）
C．滑動(dòng)變阻器R（阻值0～20Ω）
D．額定電壓為3.8V的待測(cè)燈泡L，（額定電流約為0.5A）
E．電源E（電壓6V并保持不變）
F．開關(guān)S及導(dǎo)線若干
G．定值電阻若干（阻值為2Ω和15Ω）

（1）請(qǐng)將圖甲的實(shí)物電路連接完整（要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈變亮）．
（2）正確連接實(shí)驗(yàn)電路后，開關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)．其故障原因可能是燈泡斷路在隨后的實(shí)驗(yàn)過程中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V，電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)小燈電功率為1.2W．
（3）實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)電流表?yè)p壞了，于是小明找來了一個(gè)單刀雙擲開關(guān)和一個(gè)定值電阻R₀（R₀=2Ω），設(shè)計(jì)了如丙電路圖，巧妙地測(cè)出了小燈的額定功率．小明在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該將S₂先接a（選填“a”或者“b”），其目的是調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)為3.8V，使燈泡正常發(fā)光．
（4）小明的方案引起了小華的興趣，她也按照這個(gè)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只是將電路中的R₀換為15Ω，其他器材均相同，卻無(wú)法測(cè)出小燈額定功率，原因是R₀的電阻太大，電流太�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表的量程、電壓表與燈泡并聯(lián)、滑動(dòng)變阻器左移燈泡變亮，電阻變小接左下；
（2）閉合開關(guān)，電流表沒有示數(shù)，說明電路存在斷路；根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流值，利用公式P=UI計(jì)算出功率．
（3）由丙圖可知：沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓等于3.8V．
（4）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計(jì)算出電流，判斷是否正常發(fā)光；

解答 解：（1）因?yàn)樾�燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表的量程為0-15V，電壓表與燈泡并聯(lián)、滑動(dòng)變阻器左移燈泡變亮，電阻變小，故滑動(dòng)變阻器接左下接線柱，電路連接如圖所示：

（2）電流表無(wú)示數(shù)，說明電路斷路，與燈泡并聯(lián)的電壓表有示數(shù)，說明燈泡燈絲斷了；
根據(jù)圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A；
燈泡的功率為P=UI=3V×0.4A=1.2W．
（3）如丙電路圖，小明在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該將S₂先接a，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)為3.8V，使燈泡正常發(fā)光；
（4）當(dāng)換上15Ω的電阻后，電路的電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{15Ω}$=0.4A＜0.5A，故燈泡不能正常發(fā)光．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；1.2；（3）a；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表的示數(shù)為3.8V，使燈泡正常發(fā)光；（4）R₀的電阻太大，電流太�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、電路故障分析、電表讀數(shù)；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，先確定電表量程與最小分度值，然后讀出電表示數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．