Question

18．小明为测量小灯泡正常发光时的电阻 （阻值约为10Ω），设计了图甲所示的电路图．已知电源电压为6V，灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器标有“20Ω lA”字样．

（1）图乙是小明根据电路图连接的实物图．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮；经检查，是由于一根导线连接错误．请你在实物图中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
（2）若电压表0～15V的量程损坏，为完成实验，请你使用原有器材重新设计一个串联电路，并将设计的电路图丙画在上面的虚线框内．
（3）根据你的设计重新连接电路进行实验．闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.2V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.4A，则小灯泡的额定功率是1.52W．

Answer 1

分析 （1）原电路中，灯与变阻器串联，电压表串联在电路中，据此作答；
（2）根据串联电路电压的规律，使用电压表小量程并联在变阻器的两端即可；
（3）结合上面的分析，根据P=UI求灯的额定功率．

解答 解：（1）由原实物图知，灯与变阻器串联，电压表与灯泡串联在电路中，由于电压表阻值太大，所以通过灯泡电流非常小，因此灯泡不亮；
电压表应与灯并联，将连接灯的右接线柱与电流表的负接线柱的导线去掉，将电压的表的负接线柱与灯的右接线柱连接起来，如下图1所示：

（2）灯的电阻随电压的变化而变化，因要测量灯正常发光时的电阻，所以，灯的电压必须为额定电压3.8V，因0-15量程损坏，所以只能使用电压表的小量程，但因3.8V大于电压表小量程，所以不能直接将使用电压表小量程接在灯的两端，根据串联电路电压的规律，当灯正常发光时，变阻器的电压为6V-3.8V=2.2V，所以可使用电压表小量程并联在灯的两端，当电压表示数为2.2V时，灯正常发光，测出此时的电流大小即可，如下图2所示；

（3）由（2）分析知，根据你的设计重新连接电路进行实验．闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.2V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.4A，则小灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
故答案为：（1）不亮；如上图1所示；
（2）如上图2所示；
（3）2.2；1.52．

点评 本题涉及测电阻与电功率两个实验，考查对错误电路的分析、电路的连接、设计实验方案测电功率的能力及额定功率的计算，有一定难度．