Question

用电流表和电压表测小灯泡的功率与电阻：
（1）已知小灯泡的额定电压是3.8V，额定功率小于1.5W，晓民同学在连接电路时有几根导线还没有接上，实物图如图1所示，请你在实物图上用笔画线代替导线帮他连接好（要求正确选择电压表和电流表的量程，滑动变阻器的滑片P向B端移动时灯泡的亮度变亮，且连线不得交叉）．

（2）闭合开关前，变阻器的滑片P应置于

A

端（选填“A”或“B”）．
（3）完成电路连接闭合开关后，发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表示数接近电源电压（6V），则电路出现故障的可能原因是

B

（填字母代号）．
A．灯泡短路      B．灯泡断路      C．电压表短路      D．电流表断路
（4）在正确连接电路后，调节滑动变阻器，记录到如下表所示的一组U和I的数据：

实  验  次 数	1	2	3	4	5
灯泡两端的电压U/V	1.0	2．O	3.0	3.8	4.2
通过灯泡的电流I/A	0.2	0.25	0.3		0.34
灯泡的发光情况	逐渐变亮→			正常发光	很亮

①表中还有一次电流未填写，此次电流表示数如图2所示，则其读数为

0.32

A，小灯泡的额定功率是

1.216

W．
②分析表中的数据还可得出：小灯泡电阻随电压增大、亮度增强而

增大

．经讨论，同学们认识到：实验有误差是肯定的，但这个现象不能单纯用误差来解释．因为：如果是误差，那么5次测得的小灯泡电阻值应该相差

较小

（选填“较大”或“较小”），并具有

时大时小

的特点（选填“逐次增大”、“逐次减小”或“时大时小”）．后来，同学们注意到灯泡发热发光的特殊性，认为灯泡的电阻可能与

温度

有关，并通过查阅资料得到了证实．

Answer 1

分析：（1）根据灯泡的额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时电路电流确定电流表量程，电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器接下面的接线柱．
（2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为变阻器的最大阻值，据此判断滑片的位置．
（3）灯泡不亮可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数可能是电路断路；电压表有示数且接近电源电压，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，综合分析知电路故障是灯泡断路．
（4）①确定电流表的量程及分度值，根据电流表指针位置读出电流表示数；灯泡电压等于额定电压时，灯泡功率等于额定功率，根据表中数据找出额定电压对应的电流，由P=UI求出灯泡的额定功率．
②当一个被测量的物理量是定值时，由于误差，测量结果会出现较小的差值．如果出现较大的差值，要么测量错误，要么另有原因．导体电阻与长度、横截面积、材料、温度有关，从导体电阻大小影响因素来考虑．

解答：解：（1）灯泡额定电压为3.8V，因此电压表选15V量程；灯泡正常发光时电流约为I=

P

U

=

1.5W

3.8V

≈0.4A，电流表选0.6A量程；电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器接下面的接线柱，电路图如图所示．
（2）闭合开关前，变阻器的滑片P应置于A端．
（3）灯泡不亮可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数可能是电路断路；电压表有示数且接近电源电压，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，综合分析知电路故障是灯泡断路，所以路出现故障的可能原因是B．
（4）①电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.32A；由表知，灯泡电压等于额定电压U=3.8V时，电流I=0.32A，灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
②如果只是误差，三次测量值相差会比较小，时大时小，现在测量值相差比较大，可能是错误，可能是其它原因．
各个小组都有灯丝电压增大，亮度增强，电阻增大，不是错误的原因．实验时，灯丝长度、横截面积、材料不变，电压增大，亮度增大，温度升高，电阻增大，电阻可能与温度有关．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）A；（3）B；（4）①0.32；1.216；②增大；较小；时大时小；温度．

点评：1、本题考查了连接实物图、滑动变阻器的调节、电路故障分析、电流表读数、求灯泡的额定功率、影响灯泡电阻的因素等内容，是实验的常考内容，应掌握；
2、解第（4）小题第二问时要注意：被测量的物理量是定值时，多次测量时，测量值相差很小；为了使测量值更准确，要多次测量求平均值．被测量的物理量是变值时，多次测量时，目的是为了发现物理量的变化规律．