Question

16．在做“测定小灯泡的额定功率”的实验中，电源是3节新干电池，灯泡的额定电压为3.8V，灯丝电阻为6Ω左右，图示是小林连好的电路．
（1）请你指出图中存在的三处错误：
①电压表接线柱接反了；
②电流表量程过小；
③滑动变阻器都接了下面的接线柱．
（2）小林正确连接好电路后，闭合开关，却发现无论怎样移动滑动变阻器，灯泡都不亮，经排查，电流表、电压表均无故障．于是小林列出了几种电表示数可能出现的情况，如下表所示，请将下列故障原因的序号填在表格中．
A．灯丝断开了   B．小灯泡短路   C．变阻器开路

电流表示数	电压表示数	判断结果
0	0	C
0	有示数	A
有示数	0	B

（3）实验时，小林发现电压表15V量程已损坏，不添加任何器材，请你帮小林设计出测灯泡额定功率的电路图．

Answer 1

分析 （1）电流表和电压表应根据电源的电压和灯泡的电阻来确定量程，还要注意接线柱的正确连接，滑动变阻器的接法应是“一上一下”．
（2）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路，灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；
灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0；
灯泡以外的地方断路，整个电路都处于断开状态，灯泡不亮，电压表和电流表都没有示数．
（3）根据串联电路电压特点，当灯泡正常工作时，求出滑动变阻器电压为6V-3.8V=2.2V，测滑动变阻器电压，间接得到灯泡的额定电压．

解答 解：
（1）实验中电压表测灯泡两端电压，由题知灯泡的额定电压为3.8V，故应用0-15V的量程，并且电流应从电压表的“+”接线柱流进，“-”接线柱流出，而图中的电压表接线柱接反了；
灯泡电压达到额定电压时正常发光，电路中的电流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{6Ω}$≈0.63A，故电流表应使用0-3A的量程，而图中用了0-0.6A的量程；
滑动变阻器的接线柱应该一上一下接才是正确的，图中滑动变阻器都接了下面的接线柱．
（2）A、灯丝断了，电路断路，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数．
B、灯泡短路，电路电阻减小，电流表示数增大，电压表测灯泡两端电压，灯泡中无电流，两端无电压，电压表无示数．
C、滑动变阻器开路，整个电路开路，灯泡中无电流，灯泡两端无电压，电压表和电流表都无示数．
（3）电源电压为6V，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，灯泡正常工作时的电压为3.8V，则滑动变阻器的电压为6V-3.8V=2.2V＜3V，所以用电压表0～3V量程时，并联在滑动变阻器两端，当滑动变阻器的电压为2.2V时，灯泡正常工作．电路图如图：
．
故本题答案为：
（1）①电压表接线柱接反了；②电流表量程过小；③滑动变阻器都接了下面的接线柱；
（2）C；A；B；（3）见上图．

点评 本题是探究灯泡额定功率的实验，考查了电路连接、电路故障的判断、实验电路图的设计等，虽然涉及的知识点较多，都是常考问题，平时要多注意基础知识的学习．