Question

1．小星在做“测定小灯泡的额定功率”实验时，如图所示，已知灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池（电压共4.5V），灯丝电阻大于10Ω，滑动变阻器上标有“10Ω，1A”字样．

（1）请将电路连接补充完整．
（2）小星按图甲正确连接电路并闭合开关后，发现灯泡不亮，但电压表有示数，则故障的原因可能是灯泡断路．（选填“短路”或“开路”）
（3）小星排除故障后，当灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是0.76W．
（4）若电压表0～15V的量程损坏，换用0～3V的量程后，应将电压表的“-”接线柱连入图甲中的C点，“3”接线柱接入图甲中的B点，也可测出灯泡的额定功率；实验过程中，当电压表的读数为0.7V时，灯泡正常发光．

Answer 1

分析 （1）根据额定电压确定电压表的量程，由灯正常工作时的电流确定电流表量程，并注意滑动变阻器的接法；
（2）灯泡不亮有两种情况：一种是短路，一种是断路．电压表并联在灯泡的两端，如果灯泡短路，不但灯泡被短路，同时电压表也被短路，灯泡不亮，电压表也会无示数；如果灯泡开路，电压表会直接串联在电路中，其它元件只起导线作用，电压表测量电源电压，灯泡不亮，电压表有示数，并且等于电源电压．
（3）根据电流表所选量程，可知其分度值，再根据指针所指位置即可知电流大小，再利用P=UI即可求出灯泡的额定功率．
（3）电源两端的电压恒为4.5V，灯泡的额定电压是3.8V，测小灯泡的额定功率时，滑动变阻器两端的电压为电源电压和灯泡额定电压的差，即0.7V，电压表的0～15V量程损坏，所以可用电压表0～3V量程测滑动变阻器两端的电压．

解答 解：（1）灯的额定电压3.8V＞3V，电压表选用大量程，灯正常工作时的电流约为I=$\frac{U}{R}=\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A＜0.6A，电流表选用小量程，电压表并联在灯的两端，电流表串联在电路中，并注意变阻器的接法，如图所示：
（2）灯泡不亮，灯泡有两种：短路、断路．灯泡短路，同时电压表也会短路，灯泡不亮，电压表无示数．灯泡断路或开路，灯泡不亮，电压表会串联在电路中，电压表测量电源电压，电压表有示数．所以故障的原因可能是灯泡断路；
（3）由图乙，电流表接入的量程是0～0.6A，分度值为0.02A，指针正好指在0.2A上，所以电路的电流是：I=0.2A；灯泡正常发光，额定电压是U=3.8V，灯泡的额定功率是：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W；
（3）根据串联电路电压的特点，U_变阻器=U_电源-U_额定=4.5V-3.8V=0.7V，使用电压表的0～3V量程，将“-”接线柱连入图甲中的 C点，“3”接线柱接入图甲中的B点，调节滑动变阻器，使电压表示数为0.7V，即可测出小灯泡的额定功率．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）断路；
（3）0.76；
（4）C；B；0.7．

点评 本题测小灯泡的电功率，考查电路的连接、故障的分析、电功率的计算及设计实验方案的能力，是中考的热点问题．