Question

8．小明做“测定小灯泡的额定功率”实验时，已知灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大约10Ω左右，图甲是测定灯泡的额定功率的电路．
（1）小明按图甲连接电路并闭合开关后，发现灯泡不亮，但电压表无示数，则故障的原因可能是灯泡短路．（选填“短路”或“开路”）
（2）小明排除故障后，移动滑片，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是0.76W．
（3）在连接电路时，开关应处于断开状态；闭合开关前，滑动变阻器应将滑片移至阻值A处．
（4）若实验室里有四种规格的滑动变阻器：“10Ω 1A”、“15Ω 1.5A”、“20Ω 2A”、“50Ω 2A”．则无论是正常实验还是后来重新设计的实验，都是选用10Ω1A规格的滑动变阻器为宜．

Answer 1

分析 （1）灯泡不亮、电流表无示数、电压表示数接近电源电压，说明电路有断路，但电压表与电源连接的电路没断；
（2）先读出电流表的示数，再利用P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）为保护电路，连接电路时，应断开开关，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值．
（4）由电源电压与灯的额定电压、串联电路的电压特点计算滑动变阻器的最小阻值，然后选择滑动变阻器．

解答 解：（1）灯泡不亮，说明电路无电流或灯泡短路；电压表无示数，说明电压表与电源连接的电路开路或对电压表短路，所以故障可能是灯泡短路．
（2）由图乙，电流表接入的量程是0～0.6A，示数为I=0.2A；则灯泡的额定功率是：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W．
（3）连接电路时应断开开关，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，即A端；
（4）灯丝电阻大约10Ω左右；由P=UI得灯的正常工作电流约为：I═$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A；
由I=$\frac{U}{R}$得：电路总电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4.5V}{0.38A}$≈12Ω，
滑动变阻器接入电路的阻值为R_滑=R-R_L=12Ω-10Ω=2Ω＜10Ω；
因此滑动变阻器可选：“10Ω1A”．
故答案是：（1）短路；（2）0.76；（3）A；（4）10Ω1A．

点评 本题考查电功率的测量，实验中要会分析故障，解决实验中遇到的实际问题；此题有助于提高学生判断并解决实验故障的能力，属于中档题．