Question

（2009?海安縣模擬）某班同學到實驗室做“測定小燈泡額定功率”的實驗，被測小燈泡的額定電壓為3.8V，電阻約為l0Ω．實驗室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A 0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、開關各一只，導線若干，滑動變阻器三只：R₁（ 5Ω 0.5A）、R₂（ l0Ω  0.5A）、R₃（500Ω  5A）．同學們設計的電路如圖所示：
（1）如圖所示小明沒有連接完的實物電路，請你用筆畫線代替導線，幫小明將實物電路連接完整．
（2）你認為小明接入電路的滑動變阻器應該為

R₂

（R₁/R₂/R₃）．閉合開關前必須將變阻器的滑片移動到

右

端．
（3）實驗電路接好后，合上開關后，某同學發現電路出現故障：燈泡不亮、電壓表示數較大、電流表無示數；取下燈泡，兩表的示數不變，故障的可能原因：

燈泡斷路

．
（4）下表為某小組的實驗記錄分析表：

實驗序號	電壓表示數/V	電流表示數/A	功率/W	額定功率/W
1	3.0	0.36	1.08	P額= 1.08+1.52+1.89 3
2	3.8	0.4	1.52
3	4.5	0.42	1.89

你認為該小組數據處理過程

錯誤

（填正確/錯誤），正確測量結果P_額=

1.52

W．

Answer 1

分析：（1）“測定小燈泡額定功率”的實驗時，先設計一下電路圖，明確中各元件的連接要求，即將開關、滑動變阻器、被測小燈泡、電流表串聯接在電源上，然后將電壓表與燈泡并聯，注意滑動變阻器要按照“一上一下”的原則連接．
（2）伏安法測功率的實驗中，滑動變阻器有兩個作用：一是保護電路．二是改變燈泡兩端的電壓，使燈泡兩端電壓為額定電壓．因燈泡與滑動變阻器串聯在電壓為6V的電源上，所以根據燈泡正常工作時，滑動變阻器的電壓和燈泡正常工作時的電流計算需要的滑動變阻器的最小電阻．按照滑動變阻器最大電阻稍大于電路中需要的電阻，同時滑動變阻器允許通過的最大電流應大于電路中的最大電流的原則選擇．
（3）燈泡不亮可能是燈泡短路或燈泡斷路或燈泡以外的電路斷路；電壓表有示數且較大，表明有通路的部分，然后根據取下燈泡，兩表示數不變，可以確定故障原因．
（4）由于燈泡的實際功率不是定值，所以不能求平均值；當燈泡在額定電壓下，燈泡正常工作時的實際功率等于燈泡的額定功率．

解答：解：（1）由實物電路可知，電流從電源正極流出，經開關后，與滑動變阻器之間沒有連接，電壓表只將負接線柱連接，而正接線柱沒有連接；對于滑動變阻器已經連接了下面的一個接線柱，則應連接上面的一個接線柱，而電壓表因被測小燈泡的額定電壓為3.8V，應將標有“15”的正接線柱并聯接在燈泡的右端，如圖：
（2）伏安法測燈泡額定功率時，滑動變阻器的主要作用是移動滑動變阻器的滑片，使燈泡在額定電壓下工作．
燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程．
燈泡正常工作時，電路電流約為，I=

UL

RL

=

3.8V

10Ω

=0.38A，
滑動變阻器兩端電壓為：U′=U-U_L=6V-3.8V=2.2V．
所以滑動變阻器電阻為：R′=

U′

I

=

2.2V

0.38A

≈5.8Ω．
“5Ω  0.5A”滑動變阻器的電阻太小，“500Ω  5A”滑動變阻器的電阻太大，不能滿足實驗需要．
所以選擇“10Ω  0.5A”的滑動變阻器．
閉合開關前，因滑動變阻器接入電路是滑片左邊的電阻，所以為了使滑動變阻器的阻值處于最大值，必須將變阻器的滑片移動到右端．
故答案為：R₂，右．
（3）燈泡不亮，電流表無示數，電路處于開路，電壓表示數較大，說明在測量電源電壓，表明電壓表的正負接線柱與電源相連通，把燈泡取下，兩表的示數不變，所以燈泡斷路（燈泡、燈座位置發生開路故障）．
故答案為：燈泡斷路（只要學生能答出燈泡、燈座位置發生斷路故障）．
（4）由于燈泡的實際功率不是定值，所以不能通過求平均值的方法來求功率；該小組數據處理過程是錯誤的；
額定功率等于燈泡正常工作時的實際功率，即實際電壓為3.8V時的實際功率1.52W．
故答案為：錯誤，1.52．

點評：補全實物連接圖時，主要考慮電壓表、電流表、滑動變阻器連接情況：電壓表量程根據燈泡的額定電壓或電源電壓最小值來確定，電壓表并聯在燈泡的兩端．注意滑動變阻器有4個接線柱，選擇一上一下接線柱接入電路，使滑動變阻器串聯在電路中．
電路故障的判斷時，注意電壓表示數較大表明電路中的通路部分是哪些．