题目内容

10.某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为3.8V,小灯泡的额定功率估计在1W左右.

(1)请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接,连线时导线不能交叉.
(2)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是灯泡断路.
(3)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,小灯泡正常发光时,电流表示数如图甲所示,则灯泡的额定功率为1.216W.
(4)另一组的同学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,开关未断开;②闭合电路前,滑动变阻器没有调到最大阻值处.

分析 (1)伏安法测灯泡功率,电流表与灯泡串联测电路电流,滑动变阻器与灯泡串联保护电路,同时改变灯泡两端电压,开关串联在电路中,控制电路的通断,电压表与灯泡并联测灯泡电压,根据灯泡额定电压确定电压表量程,根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程,据此连接电路图.
(2)闭合开关,灯泡不亮,可能是灯泡短路、或灯泡断路、或灯泡之外电路存在断路;电流表指针不动,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外不存在断路;综合分析可知,电路故障是灯泡断路.
(3)当灯泡两端的电压等于额定电压时,灯泡正常发光,由图乙确定电流表量程与最小分度值,读出电流表示数,由P=UI计算出电功率的值.
(4)连接电路时要断开开关,滑片要置于最大阻值处.

解答 解:(1)将电压表与灯泡并联,灯泡额定为3.8V,电压表选0~15V量程,
电流表与灯泡串联,灯泡的额定电流大约为I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{3.8V}$≈0.26A,所以选0~0.6A量程,实物电路图如图所示.
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(2)闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因是灯泡断路.
(3)小灯泡额定电压为3.8V,当电压表的示数为3.8V时,小灯泡正常发光;
电流表量程是0.6A,由图甲可知,电流表最小分度值是0.02A,电流表示数是0.32A;
则P=UI=3.8V×0.32A=1.216W.
(4)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)见上图;(2)灯泡断路;(3)3.8;1.216;(4)①连接电路时,开关未断开;②闭合电路前,滑动变阻器没有调到最大阻值处.

点评 本题考查了电流表量程的选择、连接实物电路图、电路故障分析、电流表读数、求灯泡的额定功率等问题;
连接实物图时应注意:①电压表、电流表的正负极不要接反.②注意电压表、电流表的量程不要接错.
③滑动变阻器的分压与限流接法,滑片移动时阻值的变化应符合题意要求.④作图要美观,连线不要交叉.

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