Question

7．如图所示，是测量小灯泡电功率的实物元件图，其中电源是由三只蓄电池组成，小灯泡额定电压是3.8V，其灯丝电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω、1A”字样，电流表（0～0.6A、0～3A），电压表（0～3V、0～15V）．

（1）本实验的原理是：P=UI；
（2）请用笔画线代替导线，把图1中的电路元件连接
（3）小刚合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，聪明的小刚猜想：D
A．可能灯丝断了　　　　　　　　　　　　　B．可能是变阻器开路
C．可能是小灯泡短路                                       D．三种情况都有可能
（4）排除故障后，在测量小灯泡的额定功率时，应先调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为3.8V，再测出电路中的电流，即可计算出额定功率；若小灯泡两端实际电压为额定电压的1.2倍，则实际功率为额定功率的1.44倍．（假设电阻值不变）
（5）实验时，若发现电流表指针摆动分别出现了如图2甲、乙所示的两种情况．请分析在使用电流表时分别存在什么问题，并写在下面的横线上．
甲现象存在的问题：电流表正负接线柱接反；
乙现象存在的问题：电流表所选量程过大．

Answer 1

分析 （1）测量小灯泡电功率的实验原理是P=UI；
（2）根据实验原理连接电路，根据灯泡规格选择电表量程，由滑片P向左移时灯变亮，确定变阻器的接线柱；
（3）若灯丝断了，则电路中无电流，灯泡两端的电压等于电源电压；若滑动变阻器开路，则电路中无电流，且灯泡两端无电压；若小灯泡短路，则电路中有电流，灯泡两端无电压．
（4）灯泡电压等于额定电压时正常发光，读出电流表示数，由P=UI计算灯泡的额定功率；根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判定实际功率．
（5）甲图电流表指针反转，根据电流表出现这一现象的原因来解题；乙图电流表指针偏转角度太小，这样读数误差较大，可以根据出现这种情况的原因来解题．

解答 解：
（1）本实验的原理是：P=UI；
（2）由实验原理知，测灯泡的电功率需要用电压表与灯泡并联测其电压，由灯泡额定电压为3.8V知，电压表应使用0-15V量程；
灯泡正常发光的电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，所以电流表应使用0-0.6A量程；
滑动变阻器应一上一下串联入电路中，滑片P向左移时灯变亮，说明电路中电流变大，电阻减小，所以应将其左下接线柱接入电路中．如图所示：
；
（3）如果灯丝断了，则电路中无电流，灯不亮，故A有可能；
若变阻器开路，则电路中无电流，电流表的示数为零，灯泡两端无电压，灯不亮，故B有可能；
若小灯泡短路，则小灯泡不亮，故C有可能；
故选D．
（4）测量小灯泡的额定功率时，应先调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到额定电压3.8V，再测出电路中的电流，即可计算出额定功率；
若小灯泡两端实际电压为额定电压的1.2倍，电阻不变，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知实际功率为额定功率的1.2²=1.44倍．
（5）甲的问题：电流表指针反转，所以电流表正负接线柱接反；乙的问题：电流表指针偏转角度太小，所以电流表所选量程过大．
故答案为：（1）P=UI；（2）见上图；（3）D；（4）滑动变阻器；3.8；电流；1.44；（5）电流表正负接线柱接反；电流表所选量程过大．

点评 此题是测量小电泡电功率的实验，考查了电流表、电压表量程的选择，同时考查了电路故障的分析及额定功率的测量方法，属基础性实验题．