Question

13．某组同学在做“测定小灯泡电功率”的实验时，选用学生电源（电压为2V的整数倍），小灯泡额定电压为3.8V，且额定功率小于1W，电流表、电压表、滑动变阻器（最大电阻模糊），额定电流为2A、开关、导线若干．

（1）请你用笔画线代替导线，将电路图连接完整．
（2）小金同学连接好电路后，闭合开关，观察到电压表的示数为6伏、电流表指针几乎不动．经检查发现各接线柱连接完好，出现这一现象的原因可能是小灯泡断路．
（3）排除故障后，重新正确连接电路，闭合开关，观察到电流表的示数为0.2安，电压表示数如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值为20Ω．
（4）为了能更加精确测出小灯泡额定功率，小新同学提出：不改变实验器材，只需对原有的电路连接稍加改变即可．在实验过程中，可用的电源电压可以是BC．（填字母编号）
A.2V       B.4V         C.6V           D.8V．

Answer 1

分析 （1）根据小灯泡的额定电压确定电压表选择的量程，根据电功率计算公式求出小灯泡正常工作的电流确定电流表的量程，且与灯泡串联，注意电表的正负接线柱的连接；滑动变阻器的接线柱要一上一下的串联在电路中，根据电流流向法连接实物图．
（2）常见的电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（3）根据电源电压和电压表指针的位置确定电压表的量程、分度值，并读出电压表的示数，再根据串联电路电压的特点和欧姆定律的应用求出滑动变阻器的最大阻值．
（4）根据灯泡的额定电压和灯泡的额定功率确定灯泡的额定电流，然后根据滑动变阻器的最大阻值和欧姆定律确定电源电压．

解答 解：（1）由于灯泡的额定电压为3.8V，故电压表用0～15V量程，如下图所示：

（2）由于电流表指针几乎不动，故电路中存在断路现象；而电压表示数为6V，说明小灯泡断路；此时电压表串联在电路中，电压表测量电源电压，即电源电压为6V．
（3）电压表用的是0～15V量程，根据图乙可知，电压表示数为2V，即灯泡两端电压为2V．
电源电压为6V，故滑动变阻器分得电压为6V-2V=4V．
由于是正确连接电路，闭合开关时，滑动变阻器接入的阻值最大．
故滑动变阻器的最大阻值R_滑最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω；
（4）最初用电压表用的是大量程，所测灯泡两端的电压不准确；为了精确测量小灯泡的额定功率，电压表应用0～3V量程，且电压表并联在滑动变阻器两端．
如图：

灯泡正常发光时，灯泡两端电压为3.8V，由于电压表的量程为0～3V，电源电压为灯泡和变阻器两端电压之和，故电源电压的范围为3.8V～6.8V．
结合选项可知，电源电压可以是4V或6V，故选BC．
故答案为：（1）如上图；
（2）小灯泡断路；
（3）20；
（4）BC．

点评 本题考查了电流表、电压表量程的选择和连接以及滑动变阻器的连接，串联电路的特点以及欧姆定律欧姆定律的应用，都是重要的知识点，综合性强，具有一定的难度，也是中考中常考的内容．