Question

18．某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1W左右．

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接，连线时导线不能交叉．
（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是灯泡断路．
（3）故障排除后，同学们通过移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据和小灯泡的亮度变化情况，如表所示；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率是1.216W．同学们经过进一步分析实验数据得出：小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的．

电压U/V	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
电流I/A	0.2	0.22	0.25	0.28		0.34
电功率P/W	0.3	0.44	0.625	0.84		1.36
灯泡发光情况	很暗→暗→正常发光→很亮

（4）用图甲电路和表格数据还可测量灯泡发光时的电阻，当小灯泡正常发光时的电阻是12Ω（结果取整数）．

Answer 1

分析 （1）由灯泡的额定电压和额定功率求电流，来确定电流表的量程，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，电压表与灯泡并联；电流表与灯泡串联；注意电压表和电流表的正负接线柱．
（2）灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．
（3）电流表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．知道灯泡的额定电压和额定电流，根据P=UI计算额定功率．由实验数据得出，灯泡亮度跟灯泡实际功率有关，灯泡实际功率越大，灯泡越亮．
（4）根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻．

解答 解：（1）根据P=UI，则电路电流约为：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{3.8V}$=0.26A＜0.6A，所以电流表使用0～0.6A量程；与灯泡串联；灯泡的额定电压为3.8V，电压表选择0～15V的量程，与灯泡并联；电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出．如图所示：

（2）灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此故障为灯泡断路．
（3）电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.32A，灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
实验过程中，灯泡越来越亮，实际功率越来越大，灯泡亮度取决于灯泡的实际功率．
（4）灯泡的电阻为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.32A}$≈12Ω．
故答案为：（1）见上图：（2）灯泡断路；（3）1.216；实际功率；（4）12．

点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、仪表量程选项、电流表读数、功率的计算、电阻的计算数据处理能力等问题，连接电路图时注意电表量程的选择，从实验数据中得出灯泡亮度的决定因素．