Question

如图甲所示，是小明在“测量小灯泡电功率”实验中连接的实验电路，所用小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压为6V，且保持不变．

（1）在连接电路过程中，开关应断开，是为了防止

 

．
（2）实验开始，当开关闭合，P向右移动过程中，眼睛应观察

 

（a、电流表，b、电压表，c、滑片），电流表示数将

 

，电压表示数将

 

．
（3）同组的小红发现连线中有一处不符合实验要求，所以才出现上述现象，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验，请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线．
（4）电路连接正确后，小明他们正常进行实验并将实验数据记录在下表中．若第二次测量时电流表的示数如图乙所示，则此时电路电流为

 

 A，可得小灯泡的额定功率为

 

W．分析表中数据，请写出你还能得出的一个结论：

 

．

实验次数	1	2	3
电压/V	3.0	3.8	4.5
电流/A	0.36		0.45

（5）如果电压表的0-15V量程被损坏，只有0-3V量程能正常使用，实验室里也没有其他电压表可供更换，要求利用现有器材测出小灯泡的额定功率．请在虚线框中画出你设计的电路图．

Answer 1

分析：（1）为保护电路，连接电路时应断开开关．
（2）由图1分析滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，电路总电阻如何变化，然后由欧姆定律判断电流表示数如何变化；根据图1分析电压表示数如何变化；
（3）在测灯泡电功率的实验中，电压表应与灯泡并联，据此分析作图；
（4）由图2所示电流表确定电流表的量程与分度值，读出电流表的示数，灯泡在额定电压下的功率为额定功率，由表4实验数据找出额定电压与电流，然后由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率；根据表中实验数据分析，灯泡实际功率与电压间的关系、或灯泡电阻随电压变化的关系，从而得出结论．
（5）（5）电源电压为6V，根据串联电路电压特点，当灯泡电压为3.8V，滑动变阻器的电压为2.2V＜3V，可以利用0～3V量程测量滑动变阻器的电压．

解答：解：（1）在连接电路过程中，开关应断开，是为了防止电路短路而损坏电路元件．
（2）实验开始，当开关闭合，P向右移动过程中，眼睛应观察电流表；由图甲所示电路图可知，滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流变大，电路电流增大；电压表测电源电压，电源电压不变，因此电压表示数不变；
（3）测灯泡电功率时，电压表应与灯泡并联，由图甲所示电路可知，电压表接在灯泡与滑动变阻器两端，测灯泡与滑动变阻器串联电压，即电源电压，电压表连接错误，电压表应并联在灯泡两端，电路图如图所示；

（4）由图乙所示电流表可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.42A，
由表中实验数据可知，灯泡额定电压3.8V对应的电流是0.42A，
灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.42A=1.596W；由表中实验数据可知：
随灯泡电压U的增大，通过灯泡的电流I也增大，由电功率公式P=UI可知，灯泡实际功率变大；
（5）当灯泡正常发光时，即要使灯泡电压为3.8V，则滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V＜3V，
所以把电压表并联在滑动变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.2V时，即可进行实验．
电路图如下图所示：

故答案为：（1）电路短路而损坏电路元件；（2）电流表；变大；不变；（3）实物电路图如图所示；（4）0.42；1.596；灯泡的实际电压越大，其实际功率就越大；（5）实验电路图如图所示．

点评：本题考查了实验电路分析、修改电路图、电流表读数、求灯泡额定功率、实验数据分析、实验电路设计，是实验的常考问题，一定要掌握；对电流表读数时，先确定电流表的量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．