小明按如图所示电路图做“测量某用电器的电功率的实验.实验室可提供下列器材．A．电流表 B．电压表 C．滑动变阻器RD．电阻为6Ω的待测灯泡LE．电源E F．开关S及导线若干(1)根据电路图和实验室提供的器材.可判断出:实验时通过灯泡的最小电流为0.173A,加在用电器两端的最大电压为4.5V,(2)若小明所选电压表的量程为0-3V.电流表的量� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

14．

小明按如图所示电路图做“测量某用电器的电功率”的实验，实验室可提供下列器材．
A．电流表　　　
B．电压表　　　
C．滑动变阻器R（阻值0〜20Ω）
D．电阻为6Ω的待测灯泡L（电阻不随温度变化）
E．电源E（电压4.5V并保持不变）　　　
F．开关S及导线若干
（1）根据电路图和实验室提供的器材，可判断出：实验时通过灯泡的最小电流为0.173A；加在用电器两端的最大电压为4.5V；
（2）若小明所选电压表的量程为0～3V、电流表的量程为0～0.6A，实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一．则测出的灯泡的功率范围只能是0.24W-1.5W．
（3）小明按电路图连接好电路后进行实验，由于电路中某一处有故障，当闭合开关时电压表无示数．为查出电路故障，小明进一步观察并检查电路．当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时，小明结合前面的观察，就可判断出电路的故障：
如果小明观察到电流表无示数，则故障是滑动变阻器断路；
如果小明观察到电流表有示数，则故障是灯泡短路．
（4）排除故障后，小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如表．你认为这张表格的设计是错误（选填“正确”或“错误”）的．

次数	电压U/V	电流I/A	电功率P/W	平均电功率P/W
1
2
3

分析（1）在电源电压一定时，滑动变阻器滑片移到右端时，电路电阻最大，电路电流最小；
当滑动变阻器滑片移到左端时只有灯泡接在电源上，灯泡电压与电源电压相等；
（2）根据题意，电路中的最小电流为0.2A，最大电流则由电压表的小量程决定，根据P=I²R求出功率的范围；
（3）电压表无示数，有三种情况：
一是与电压表并联的电路短路，电压表测导线电压，示数为0；
二是电压表并联以外的地方断路；
三是电路完好，电压表坏了．
具体是何故障，由电流表示数判断，经检查，电源、开关、电压表、电流表导线完好，连接无问题，问题在于灯泡与滑动变阻器上．
（4）灯的实际功率与电压有关，不同的电压对应不同的功率，设计功率的平均值是错误的．

解答解：（1）当变阻器连入电路中的电阻最大为20Ω时，电路中的总电阻R₁=20Ω+6Ω=26Ω，电路中的最小电流
I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}=\frac{4.5V}{26Ω}$=0.173A；当变阻器连入电路中的电阻为0时，电源电压全部加在其两端，大小为4.5V；
（2）电流表的量程为0～0.6A，实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一，即通过电路的电流至少为I_小=0.6A×$\frac{1}{3}$=0.2A；
通过电路的最大电流则由用电器两端的最大电压决定，因小明所选电压表的量程为0～3V，故用电器两端的最大电压为3V，根据欧姆定律，通过电路的最大电流I_大=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{6Ω}$=0.5A＜0.6A，用电器的最小功率P_小=I_小²R=（0.2A）²×6Ω=0.24W；
用电器的最大功率P_大=I_大²R=（0.5A）²×6Ω=1.5W，所以，测出的灯泡的功率范围只能是0.24W-1.5W；
（3）经检查，电源、开关、电压表、电流表．导线及其连接完好，故障在灯与滑动变阻器上，
电压表无示数，电流表无示数时，电路断路，电压表并联在以外的滑动变阻器断路；
电压表无示数，电流表有示数时，灯泡被短路，电压表测导线电压．
（4）灯的实际功率与电压有关，不同的电压对应不同的功率，因此设计功率的平均值一栏是错误的．
故答案为：（1）0.173；4.5；
（2）0.24W-1.5W；
（3）电流表无示数；滑动变阻器断路；电流表有示数灯泡短路；
（4）错误．