题目内容
【题目】某班同学到实验室做“测定小灯泡的功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一个，导线若干，滑动变阻器三只：R1（5Ω 0.5A）、R2（10Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）．同学们设计的电路如图所示：
（1）电压表和电流表应选的量程分别为 ；
（2）滑动变阻器应选用 （选填“R1”、“R2”、“R3”）；通过计算说明理由：
（3）实验电路接好后，闭合开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：
故障现象 | 检测 | 故障原因 |
灯泡较暗、两表的示数均较小 | 移动滑动变阻器滑片， 现象不变 | |
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数 | 取下灯泡，两表的示数不变 |
（4）下表为某小组的实验记录分析表：
实验序号 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 功率/W | 额定功率/W |
1 | 3.0 | 0.36 | 1.08 | P额= |
2 | 3.8 | 0.4 | 1.52 | |
3 | 4.5 | 0.42 | 1.89 |
老师认为该小组的数据处理过程有错误，你认为错误之处是： ．
【答案】（1）0～15V、0～0.6A；
（2）R2；
（3）滑动变阻器接下边两个接线柱了；灯泡处开路；
（4）取灯泡在不同电压下功率的平均值作为灯泡的额定功率．
【解析】
试题分析：（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程；根据额定电压下的电流确定电流表的量程；
（2）求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值，然后根据该阻值选择滑动变阻器．
（3）①灯泡较暗、两表的示数均较小，说明电路电阻太大；
移动滑动变阻器滑片，现象不变说明滑动变阻器不能改变电路电阻，即滑动变阻器全部接入电路；
②灯泡不亮，灯泡断路、或灯泡短路，或灯泡之外电路断路；
电流表无示数，说明电路存在断路；
电压表示数较大，说明电压表与电源两端连接，电压表并联电路之外不存在断路，综合分析可知电路故障原因；
故障现象 | 检测 | 故障原因 |
灯泡较暗、两表的示数均较小 | 移动滑动变阻器滑片， | |
现象不变 | 滑动变阻器接下边两个接线柱了 | |
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数 | 取下灯泡，两表的示数不变 | 灯泡断路 |
（4）不同电压下灯泡的功率不同，灯泡在额定电压下的功率是灯泡的额定功率，不能把不同电压下的功率的平均值作为额定功率；
解：（1）灯泡额定电压是3.8V＞3V，因此电压表应选择0～15V量程；
灯泡正常发光时的电流约为I=
=
=0.38A，因此电流表应选择0～0.6A；
（2）灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值为R=
=
≈5.8Ω＞5Ω，
因此滑动变阻器应选R2（10Ω 0.5A）；
（3）①灯泡较暗、两表的示数均较小，说明电路电阻太大；移动滑动变阻器滑片，现象不变说明滑动变阻器不能改变电路电阻，即滑动变阻器接下边两个接线柱了．
②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数说明电路断路；取下灯泡，两表的示数不变说明灯泡断路．
故障现象 | 检测 | 故障原因 |
灯泡较暗、两表的示数均较小 | 移动滑动变阻器滑片， | |
现象不变 | 滑动变阻器全部接入电路 | |
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数 | 取下灯泡，两表的示数不变 | 灯泡断路 |
（4）不同电压下灯泡的功率不同，灯泡在额定电压下的功率是灯泡的额定功率，取灯泡在不同电压下功率的平均值作为灯泡的额定功率是错误的．由表知，电压为额定电压3.8V时的功率是1.52W，即：额定功率是1.52W；
故答案为：（1）0～15V、0～0.6A；
（2）R2；
（3）滑动变阻器接下边两个接线柱了；灯泡处开路；
（4）取灯泡在不同电压下功率的平均值作为灯泡的额定功率．
