在测量小灯泡电功率的实验中.提供的器材有:额定电压是3.8V.电阻约为8Ω的小灯泡一个.电源电流表.电压表.开关.“20Ω11A 的滑动变阻器各一个.导线若干．(1)请根据图甲的电路图.用笔画线代替导线.将图乙的实物电路连接完整．(2)闭合开关前.滑片P置于滑动变阻器的B端.闭合开关.发现灯泡不亮.电流表有示数.电压表示数为零.此现象的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．在测量小灯泡电功率的实验中，提供的器材有：额定电压是3.8V，电阻约为8Ω的小灯泡一个，电源（电压恒为6V）电流表、电压表、开关，“20Ω11A”的滑动变阻器各一个，导线若干．

（1）请根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，滑片P置于滑动变阻器的B端，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表示数为零，此现象的原因可能是小灯泡短路．
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片P，当电压表示数为3.8V时，电流表示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流是0.5A，灯泡的额定功率是1.9W．
（4）若电压表0-15V量程损坏，小华设计如图丁所示的电路，继续实验：
①闭合开关前，应将滑片P置于滑动变阻器的位置中间偏左（选填“A端”，“B端”“中间偏左”或“中间偏右”）
②移动滑片P，当电压表示数为2.2V时，小灯泡正常发光．
③若通过小灯泡的实际电流I₁是额定电流I₀的一半，则小灯泡的实际功率P₁，跟额定功率P₀的关系可能是D．
A、P₁=0.5Pa B、P₁=0.35Pa C、P₁=0.25Pa D、P₁=0.15Pa．

分析（1）根据电路图连接实物，注意电表量程；
（2）为保护电路闭合开关前，滑片P置于滑动变阻器最大值处；
在判断故障时，电表的示数的变化很关键，若电压表有示数，说明电压表与电源能相通，若无示数，说明电压表与电源不能相通，或并联部分电路短路；电流表有示数说明电路是通路，无示数电路可能断路．
（3）根据电流表量程和分度值，读出电流表示数；由P=UI计算其额定功率；根据分压原理判断电压表示数变化情况；
（4）①已知电源电压，灯泡额定电压和电阻，在保证电路安全的情况分析滑片P的位置；
②根据串联电路的电压特点可知灯泡正常发光时电压表的示数；
③如果灯泡电阻不随温度变化而变化，电流等于额定电流一半时，灯泡实际功率等于额定功率的四分之一，实际上灯泡温度越低，灯泡电阻越小，通过灯泡电流为其额定电流一半时，灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻，则灯泡实际功率小于额定功率的四分之一．

解答解：
（1）由图电压表测灯泡两端电压，小灯泡额定电压是3.8V，所以电压表应使用0-15V量程．如图所示：

（2）为保护电路闭合开关前，滑片P置于滑动变阻器最大值处，由图滑片乙，P应置于B端；
电流表有示数，说明电路是通路，灯泡不亮，电压表示数为零，则可能是灯泡被短路了；
（3）由图乙电流表使用的是0-0.6A量程，分度值为0.02A，由丙图可知电流表示数为0.5A；
此时灯光正常发光，灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.5A=1.9W；
向左移动滑片P，滑动变阻器连入阻值变小，分压减小，根据串联电路的电压特点，灯泡两端电压增大，即电压表示数增大；
（4）①灯泡正常发时，U_L=3.8V，通过灯泡电阻约为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{8Ω}$=0.475A，
此时滑动变阻器连入阻值：R=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V-3.8V}{0.475A}$≈4.7Ω，
已知电源电压为6V，由丁图，电压表测滑动变阻器两端电压，使用0-15V量程，所以电压表不会超过量程，在闭合开关前，应使电灯电压低于3.8V，变阻器的最大值为20Ω，为使电路安全且实验中调节方便，只需要将滑片P置于略小于其最大值一半的位置就可以了，即P置于中间偏左的位置；
②灯泡正常发光时，U_R=U-U_L=6V-3.8V=2.2V；
如果灯泡电阻不随温度变化；由P=I²R得，实际电流等于额定电流一半时，实际功率P₁=$\frac{1}{4}$P_额，而实际上灯泡电阻随温度升高而增大，所以灯泡实际电流为其额定电流一半时，它的实际功率P₁＜$\frac{1}{4}$P_额，故选D．
故答案为：（1）见上图；（2）B；小灯泡短路；（3）0.5；1.9；（4）①中间偏左；②2.2；D．