Question

14．在“测量小灯泡额定电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡标有“3.8V”的字样．

（1）请你用笔代替导线，将图（甲）所示的实验电路未连接部分连接好（连线不得交叉）．
（2）连接电路时开关应断开，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．
（3）正确连接电路后，闭合开关，观察到电压表的示数为lV，滑动变阻器的滑片P应向B（选填“A”或“B”）端调节，才能使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的指针位置如图（乙）所示，则小灯泡正常发光时通过的电流为0.4 A，小灯泡  的额定功率为1.52W．
（4）另一小组的同学在“测小灯泡额定电功率”的实验时，所用器材有：电压恒为6V的电源，额定电压是2.5V的小灯泡（其阻值约为10Ω），“10Ω 1A”的滑动变阻器一只，学生电流表、电压表各一只，开关一只，导线若干．当他们把电路连接好之后，闭合开关，调节滑动变阻器，但他们无论怎样调节滑动变阻器都不能使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，经检查，电路连接无误，且各元件完好，请你帮他们找出两种可能的原因．
原因1电源电压过高；
原因2滑动变阻器最大值过小．

Answer 1

分析 （1）本实验中变阻器应与灯泡串联，且一上一下接；电压表测灯泡两端电压，根据灯泡的额定电压确定其量程；
（2）连接电路时开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最大值处；
（3）当电压等于灯泡额定电压灯泡正常发光，由图甲根据串联电路的分压原理确定滑片移动方向；由图乙电流表确定电流表量程与分度值，读出电流表示数，由P=UI求出灯泡额定功率．
（4）根据串联电路特点和欧姆定律，计算灯泡正常发光时变阻器连入阻值，由题中所给现象分析判断．

解答 解：
（1）测量小灯泡额定电功率的实验中，变阻器应与灯泡串联，且一上一下接；
电压表测灯泡两端电压，灯泡的额定电压3.8V，所以电压表应使用0-15V量程．如图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路时开关应断开，由图闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最大值A端；
（3）电压表示数1V，低于灯泡的额定电压，为使灯泡正常发光，根据串联电路的分压原理，应向B端移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，以增大灯泡两端电压，当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时，灯泡正常发光；
由图乙可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，灯泡正常发光时，电流表示数是0.4A，
灯泡功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）由I=$\frac{U}{R}$可知，
另一灯泡正常发光时电流约为：I=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
所以此时变阻器连入阻值为：
R_滑=$\frac{U-{U}_{额}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.25A}$=14Ω，
但所使用的滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，所以原因可能是滑动变阻器最大值过小或者电源过高而造成无论怎样调节滑动变阻器都不能使电压表的示数达到小灯泡的额定电压．
故答案为：
（1）见上图；
（2）断开；A；   
（3）B；0.4；1.52；     
（4）电源电压过高；滑动变阻器最大值过小．

点评 本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电表读数、滑动变阻器的使用方法、求灯泡功率、电路故障分析等问题．连接实物电路图时要注意电表正负接线柱不要接反，注意电表量程的选择；对电表读数时，要先确定电表量程与分度值，读数时视线要与电表刻度线垂直．