Question

7．在“测定小灯泡的额定功率”实验中，张超同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡，标有“5Ω 1.5A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B，设计了如图甲所示的电路．

（1）如果小灯泡的额定功率小于2W，电流表的量程选0-0.6A为宜．
（2）若小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，为测定小灯泡的额定功率，应选择的滑动变阻器是B．（选填“A”或“B”）
（3）请用铅笔画线代替导线，按照如图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（连线不得交叉）．
（4）实验过程中，小敏同学闭合开关，发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近电源电压，请分析电路出现故障的原因可能是小灯泡出现了断路．
（5）当滑动变阻器的滑片向左移动时，使电压表示数增大，当电压表的示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.4A，则灯泡的额定功率为1.52W．
（6）另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：
①连接电路时开关没有断开；
②滑动变阻器没有调至阻值最大端．

Answer 1

分析 （1）根据小灯泡的额定功率和额定电压，利用I=$\frac{P}{U}$计算出小灯泡的额定电流，选择合适的电流表量程；
（2）根据小灯泡的额定电压和电阻，计算灯泡正常工作时的电流，由串联电路的特点求出变阻器两端的电压和连入电路中的阻值；
（3）根据电路图连接实物，注意滑动变阻器和电流表的量程选择；
（4）寻找故障，要根据电压表和电流表出现的状况进行分析．电流表几乎无示数，说明某处发生了断路，然后根据电压表的情况判断哪个地方发生了断路．
（5）当实际电压等于额定电压时，小灯泡才能正常工作，根据P=UI计算额定功率；
（6）连接电路时要断开开关，滑片要置于最大阻值处．

解答 解：（1）因为P=UI，小灯泡的额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率小于2W，
所以小灯泡的额定电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2W}{3.8V}$≈0.53A＜0.6A，电流表应选0～0.6A的量程；
（2）由题可知，R_灯=10Ω，U_灯=3.8V，变阻器与灯泡串联，当灯泡正常发光时，
变阻两端电压：U_变=U-U_灯=6V-3.8V=2.2V，
变阻器电流：I_变=I_灯=$\frac{{U}_{灯}}{{R}_{灯}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，
变阻器电阻：R_变=$\frac{{U}_{变}}{{I}_{变}}$=$\frac{2.2V}{0.38A}$≈5.79Ω＞5Ω，
故应选变阻器B；
（3）由电路图可知，滑片向左移动时接入电路中的电阻变小，因此在实物图中应选左下柱即A柱，由题可知，电流表采用0-0.6A量程并与灯泡串联，如图1所示；

（4）闭合开关后，发现电流表几乎无示数，所以电路中某处发生了断路，又电压表有示数且接近于电源电压，说明灯泡发生了断路；
（5）由题可知，当小灯泡两端实际电压等于额定电压3.8V时，小灯泡便正常工作，此时的功率即为灯泡的额定功率，P_额=U_额I=3.8V×0.4A=1.52W；
（6）连接好最后一根导线，灯泡立即发光，说明电路闭合，连接电路时没有断开开关；灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明电路电流太大，电路电阻太小，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处．
故答案为：（1）0～0.6；（2）B；（3）如图1所示；（4）断路；（5）3.8；1.52；（6）连接电路时开关没有断开；滑动变阻器没有调至阻值最大端．

点评 本题考查测定小灯泡的额定功率，要掌握电流表、滑动变阻器的正确使用，会连接电路，理解串联电路的特点．