Question

14．在“测量小灯泡的电功率”实验中，同学们用电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器，设计了如图甲所示的电路图（小灯泡的灯丝电阻约为10Ω）．

（1）请你按图甲的电路图，在图乙的实物电路中，用笔画线代替导线，将电流表正确连入电路．
（2）若电流表正确接入图乙电路，闭合开关前某同学发现电路有一处错误，这个错误是滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路．改正错误后，闭合开关，将变阻器滑片向右移动时，电流表示数变大，则变阻器接入电路的接线柱是BC（选填“AD”或“BC”）．
（3）测量过程中，当电压表的示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为1.52W．
（4）实验过程中，若将电压表和电流表互换位置，闭合开关后，小灯泡不亮（选填“亮”或“不亮”），这时电压表的示数约为4.5V．
（5）另一组同学按图甲电路图连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，检查后发现电路连接正确，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开关闭合前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处．

Answer 1

分析 （1）先根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值，据此选择电流表的量程；然后将电流表与灯泡和开关串联连接；
（2）根据滑动变阻器一上一下的原则接线分析实物图中的连接错误；
闭合开关，将变阻器滑片向右移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故将滑动变阻器的右下接线柱接入电路；
（3）当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光；根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数，然后根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）电压表与电流表互换，即：电流表与灯泡并联，电压表串联接入电路，由于电压表内阻很大，理想电压表内阻为无穷大，电压表串联在电路相当于电路断路，电路中没有电流，灯泡不发光，但电压表的正负接线柱与电源两极相连．
（5）连接实物电路时，为保护电路，注意两点：一是开关要断开；二是滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处

解答 解：
（1）灯泡的额定电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，电流表选择小量程0～0.6A，电流正入负出，如图所示：

（2）滑动变阻器需按一上一下的原则接线，由实物图可知，滑动变阻器接线错误，即滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路；
闭合开关，将变阻器滑片向右移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值变小，所以滑动变阻器接入电路的接线柱是BC或BD；
（3）当电压表的示数为3.8V时，小灯泡正常发光；电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A，则灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）电压表和电流表位置互换，电压表串联接入电路，电路相当于断路，电路中没有电流流过，灯泡不发光；
由于电压表的正负接线柱与电源两极相连，电压表测量电源电压，所以电压表示数为4.5V；
（5）连接好最后一根导线，灯泡立即发光，说明在连接电路过程中开关没有断开；发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明电路中的电流太大了，把灯丝烧断了，这是由于滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处造成的．
故答案为：
（1）如图所示；
（2）滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路；BC；
（3）3.8；1.52；
（4）不亮；4.5；
（5）①连接电路时，开关没有断开；②开关闭合前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处．

点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、电流表读数、实验现象分析、实验电路分析等问题，连接电路图时注意电表量程的选择；这些也是电学实验常考的内容，应在平时注意练习．