Question

3．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡L₁额定电流为0.2A、电阻小于10Ω．（1）连接电路时开关应断开．
（2）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整．
（3）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端．
（4）实验电路连好后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数、电压表无示数，产生此现象的可能原因是灯泡短路．

（5）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图2所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.3W．
（6）若用上述电路测量了L₁灯泡的额定功率后，再测定一个额定电流为“0.4A”的小灯泡L₂的额定功率，L₂的电阻也略小于10Ω，则需更改电压表的量程，且更换灯后应该将滑动变阻器的滑片往B（选填“A”或“B”）移动使灯L₂正常发光．

Answer 1

分析 （1）连接电路时，开关必须断开；
（2）根据欧姆定律求出灯泡额定电压的大约值来确定电压表的量程，且与灯泡并联；
（3）为防止电路中电流过大烧坏电路元件，闭合开关前滑动变阻器处于最大阻值处；
（4）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，即电路故障为短路；根据电压表无示数判断电路故障的具体位置；
（5）额定电流下灯泡的实际功率和额定功率相等，由图象读出对应的电压，根据P=UI求出其大小；
（6）①根据欧姆定律求出灯泡额定电压的大约值确定电压表的量程，据此得出需要修改的电表；
②要增大通过灯泡的电流，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻．

解答 解：（1）连接电路时，开关必须断开；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡的额定电压约为U_额=I_额R=0.2A×10Ω=2V，则电压表选0～3V的量程，且与灯泡并联，如下图所示：

（3）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于最大阻值的A端；
（4）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，即电路故障为短路，电压表无示数，说明与电压表并联的灯泡短路；
（5）由图2可知，通过灯泡的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为1.5V，则灯泡的额定功率P_额=U_额I_额=1.5V×0.2A=0.3W；
（6）测定一个额定电流为“0.4A”的小灯泡L₂的额定功率，灯泡的电流未超过0.6A，则电流表的量程不需要修改；
灯泡的额定电压约为U_额′=I_额′R=0.4A×10Ω=4V＞3V，则电压表的量程需要改为0～15V；
更换灯后，要使该灯泡正常发光，滑片应向B端移动，减小滑动变阻器接入电路中的电阻，增大电路中的电流．
故答案为：（1）断开；（3）A；（4）灯泡短路；（5）0.3；（6）电压；B．

点评 本题考查了实物电路图的连接和实验的注意事项、电功率的计算等，关键是从图象中得出灯泡的额定电压和知道根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，要注意额定电流下灯泡的实际功率和额定功率相等．