Question

程躍同學(xué)要測(cè)定一只額定電壓是3.8V的小燈泡的額定功率，己知小燈泡的額定功率小于2W，電路圖如圖a所示，所用的元件如圖b所示．
（1）根椐圖a的電路圖，請(qǐng)你幫他用筆劃線代替導(dǎo)線將圖b的實(shí)驗(yàn)器材連成電路，注意連線不要交叉．（圖中左為電壓表，右為電流表）
（2）電路閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到阻值

最大

的位置．
（3）但程躍同學(xué)在連接電路時(shí)剛連接完最后一根導(dǎo)線，立即看到燈泡發(fā)出明亮的光．在一旁觀察的林雨一驚，提醒程躍實(shí)驗(yàn)中有問題．程躍想，我的實(shí)驗(yàn)連線沒有出問題啊！請(qǐng)你幫助程躍找出實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處：①

連接電路時(shí)沒有斷開開關(guān)

；②

滑動(dòng)變阻器的滑片沒有置于阻值最大處

．
（4）電路閉合后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑片P，燈都不亮，電流表示數(shù)始終為0，電壓表示數(shù)約為4.5V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是

燈泡斷路

；排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，直到電壓表的示數(shù)為3.8V，觀察到電流表示數(shù)如圖c所示，這時(shí)電流表的示數(shù)如圖c所示，則小燈泡的額定功率為

1.824

W．
（5）做完實(shí)驗(yàn)后，程躍將測(cè)燈泡實(shí)際功率實(shí)驗(yàn)與以前做過的測(cè)某一固定電阻阻值的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有許多相似的地方，也有不同之處．請(qǐng)你寫出一個(gè)不同之處：

實(shí)驗(yàn)原理不同

．
（6）程躍根據(jù)測(cè)量燈泡實(shí)際功率的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了I-U圖象，如圖d所示．結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成正比．程躍很納悶，請(qǐng)你幫助他分析原因．

Answer 1

分析：（1）燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流確定電流表量程，根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖．
（2）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器最大阻值處．
（3）連接電路時(shí)應(yīng)斷開開關(guān)，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最大阻值處，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析連接電路時(shí)存在的問題．
（4）常見的電路故障現(xiàn)象有斷路與短路，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；由圖c所示電流表確定其分度值，讀出其示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡電功率．
（5）根據(jù)對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的掌握，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃�理等方面分析答題．
（6）從溫度對(duì)燈泡電阻的影響分析答題．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表應(yīng)選0～15V量程，∵P=UI，∴燈泡的額定電流約為I=

P

U

=

2W

3.8V

≈0.53A，
所以電流表選0～0.6A的量程，根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示．
（2）電路閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到阻值最大的位置．
（3）剛連接完最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮的光，電路是通路，這是由于連接電路時(shí)沒有斷開開關(guān)造成的；燈泡發(fā)出明亮的光，說明燈泡實(shí)際功率很大，電路電流很大，電路電阻很小造成的，這是由于滑動(dòng)變阻器的滑片沒有置于阻值最大處造成的．
（4）燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路造成的；電流表示數(shù)為零，說明電路存在斷路；電壓表示數(shù)約為4.5V，等于電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，因此電路故障是：與電表并聯(lián)的燈泡斷路；電流表量程是0～0.6A，由圖c所示電流表可知，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.48A，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.48A=1.824W．
（5）測(cè)燈泡實(shí)際功率的實(shí)驗(yàn)原理是：P=UI，測(cè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)原理是歐姆定律，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理不同．
（6）隨燈泡電壓與電流的增大，燈泡的實(shí)際功率增大，燈泡溫度升高，而燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，燈泡電阻R不是定值，因此燈泡的I-U圖象是曲線，燈泡的電流與電壓不成正比．
故答案為：（1）實(shí)物電路圖如圖所示；（2）最大；（3）①連接電路時(shí)沒有斷開開關(guān)；②滑動(dòng)變阻器的滑片沒有置于阻值最大處；（4）燈泡斷路；1.824；（5）實(shí)驗(yàn)原理不同；（6）燈泡電阻不是定值，隨燈泡溫度的升高而增大，因此燈泡的電流與電壓不成正比．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電路故障分析、影響燈泡電阻的因素等問題；分析清楚實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)是正確連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵，連接實(shí)物電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意電表正負(fù)接線柱不要接反，注意滑動(dòng)變阻器的接法．