Question

【題目】在測定“小燈泡的電功率”的實驗中，已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3．8V（正常發光時電阻約為20Ω），滑動變阻器上標有“50Ω 1A”字樣。如圖

（1）實驗中，小王同學閉合開關，發現小燈泡不亮，且電壓表有明顯示數，電流表無示數，則故障的原因可能是__________；

（2）故障排除后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到某一點，電壓表的示數為2V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向_________端滑動（選填“左”或“右”）；

（3）小紅同學在實驗結束與同學討論時說：“該實驗電路也可以用來研究電流與電壓的關系”。小紅的說法是否正確，為什么？ 、 。

（4）若電壓表的0～15Ｖ 量程已損壞，只能使用0～3Ｖ 量程，其它器材不變，如何測出小電燈的額定功率？在虛線框中畫出測量電路圖；

（5）若實驗中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小明選用一個R0=15Ω的電阻，設計了如圖丁的電路及實驗方案：

①調節滑片使電壓表的示數為額定電壓；

②保持滑片位置不變，只將電壓表的a點接線改接到c點，測出R0兩端的電壓U0，通過計算得到小燈泡的額定功率．指出他的設計方案中存在的兩個問題： 問題一： ；問題二： ．

Answer 1

【答案】（1）燈泡斷路；（2）右；（3）不正確；燈絲電阻隨溫度的變化而變化；（4）

（5）R0的阻值太大，電壓表的示數無法調至3．8V；只將電壓表的a點接線改接到c點，電壓表的正負接線柱接反，無法測出R0兩端的電壓．

【解析】試題分析：（1）燈泡不亮，電流表無示數說明電路斷路，電壓表有示數說明燈泡斷路；（2）由題意知，電壓表示數是2V＜3．8V，因此滑動變阻器滑片應向右端移動，減小滑動變阻器接入電路阻值，減小分壓，增大燈泡分壓，直到電壓表示數為燈泡額定電壓3．8V為止；（3）這個實驗不能用來研究電流與電壓的關系，因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，而電流與電壓關系的實驗中，要控制電阻值大小不變．（4）電壓表大量程損壞，當燈泡正常發光時，變阻器兩端的電壓為：U滑=6V-3．8V=2．2V，所以可將電壓表與滑動變阻器并聯，接線選用小量程，當電壓表示數為2．2V時，可使燈泡正常工作；電路圖設計如下：

（5）由題意知，電源電壓約為3V，燈泡正常發光時電阻約為8Ω，當變阻器電阻為零時，設燈泡兩端的電壓為U，根據串聯電路的特點：，即，解得：U≈1．8V，所以無論怎樣調節變阻器，都不能使燈泡正常發光；保持滑片位置不變，只將電壓表的a點接線改接到c點，電壓表的正負接線柱接反，無法測出R0兩端的電壓．故答案為：（1）燈泡斷路；（2）右；（3）不正確；燈絲電阻隨溫度的變化而變化；（4）見上圖；（5）R0的阻值太大，電壓表的示數無法調至3．8V；只將電壓表的a點接線改接到c點，電壓表的正負接線柱接反，無法測出R0兩端的電壓．