Question

3．在测定额定电压3.8V的小灯泡（电阻大约为10Ω）额定功率的实验中，同学们连接了如图所示的电路，其中电源电压为6V，且保持不变．
（1）请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变暗）．
（2）目前有甲（5Ω 1A）、乙（10Ω 0.5A）和丙（15Ω 0.2A）三个滑动变阻器可供选择，应该选择变阻器乙（填“甲”、“乙”或“丙”）连入电路．
（3）一位同学们连接好电路，各连接处接触良好．闭合开关，发现小灯泡先很亮后熄灭，
你认为他在操作时可能出现的问题是滑动变阻器同时连接上方两个接线柱；另一位同学发现电压表和电流表均有读数，但小灯泡不亮，检查发现电路连接正确，所有电学元件均完好，请你解释小灯泡不亮的原因滑动变阻器接入电路中的电阻过大，小灯泡分得的电压过小；要测定出小灯泡的额定功率，应该移动滑片P到适当位置，使电压表的示数为3.8V，读出此时电流表的示数，就可以计算出结果．

Answer 1

分析 （1）在测量灯泡电功率实验中，需要电流表与灯泡串联测量电流，根据灯泡额定电压和电阻阻值确定电流表量程；根据向左移动灯泡变亮确定滑动变阻器接线．
（2）当灯泡电压为额定电压时，滑动变阻器分得电压最小，对应阻值最小，计算出最小电阻，通过额定电流和最小电阻，选择滑动变阻器．
（3）①灯泡很亮，电路中电流较大，电路总电阻较小，能判断电路故障；②连接电路时，为保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处，灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，实际功率过小时灯泡不发光；③通过实际电压和额定电压的关系，确定实际功率和额定功率的关系，要测量灯泡额定功率，两端电压必须等于额定电压．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为3.8V，则灯泡的额定电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A＜0.6A，所以电流表选0～0.6A的量程，且与灯泡串联；
滑动变阻器滑片向左滑动灯泡变暗，电流变小，滑动变阻器电阻变大，接右边下接线柱，电路图如下图所示：

（2）当灯泡两端电压为额定电压，U_额=3.8V时，电路中的电流为：I_额=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，
所以U_滑=U-U_额=6V-3.8V=2.2V，
滑动变阻器最小电阻；R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{额}}$=$\frac{2.2V}{0.38A}$=5.79Ω，故选择乙“10Ω，0.5A”；
（3）①灯泡很亮，电路电流较大，总电阻较小，滑动变阻器连入电路电阻较小，滑动变阻器都接上面两个接线柱；
②连接电路时，为了保护电路，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，闭合开关后，所有电学元件均完好，灯泡不亮；原因是：滑动变阻器接入电路中的电阻过大，小灯泡分得的电压过小造成的；
③要测定出小灯泡的额定功率，应该移动滑片P到适当位置，使电压表的示数为小灯泡额定电压，即3.8V．
故答案为：（1）见上图；（2）乙；（3）滑动变阻器同时连接上方两个接线柱；滑动变阻器接入电路中的电阻过大，小灯泡分得的电压过小；3.8．

点评 本题考查了测量电功率实验中的电路连接、滑动变阻器的选择和接线柱接法、电路故障分析等问题，综合性较强．