Question

【題目】按圖示的電路圖做“測量小電燈的功率”的實驗．所用器材有：標有“3.8V”字樣的待測小電燈、電壓恒為6V 的電源、標有“20Ω 1A”的滑動變阻器、電流表（量程為0～0.6A、0～3A）、電壓表（量程為0～3V、0～15V）、開關及導線若干．

（1）某學生在實驗時，把電流表與電壓表的位置交換連接了，閉合開關后會造成__________．（填選項前的字母）

A．電流表燒壞 B．電壓表燒壞

C．小電燈燒壞 D．小電燈不亮

（2）另一學生按圖連接電路后，閉合開關，在滑動變阻器的滑片移到最左端時，燈不亮，電壓表有較大的示數．經檢查，導線連接完好，則電路故障是：____________．排除該故障換用新元件后，閉合開關時，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，該學生在操作過程中的不當之處是：____________．

（3）小明同學按電路圖正確連接電路后，閉合開關，從大到小調節滑動變阻器的阻值，并將正確操作下的電壓表和電流表的示數填入下表．

當小電燈正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值為____________Ω．

（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？

①在虛線框中畫出測量電路圖___________；

②若小電燈兩端最大可加4.5V電壓，為保證實驗時你所設計的測量電路中各元件的安全，參照小明的實驗數據，估算滑動變阻器接入電路的阻值范圍應為________________Ω．

Answer 1

【答案】D 燈泡斷路 開關閉合時，變動變阻器阻值處于最小處 7.3 4.7-12Ω

【解析】

（1）把電流表與電壓表的位置交換連接了，電路斷路，電路電流為零，電流表與小電燈不會燒壞，小電燈不亮，由于電源電壓是6V，小于電壓表量程0～15V，因此電壓表不會燒壞，所以閉合開關后會造成的現象是：小電燈不亮；故選D．
（2）閉合開關，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，燈不亮，電壓表有較大的示數，說明電壓表測的是電源電壓，所以可能的故障時小電燈斷路；排除該故障換用新元件后，閉合開關時，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，說明電路是通路且閉合時電路電流過大，所以推測該學生在操作過程中的不當之處是：閉合開關前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；
（3）由表中數據知，燈泡額定電壓U=3.8V對應的電流I=0.3A，則燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；小電燈正常發光時，電壓為額定電壓U燈=3.8V，由表中數據知，此時電路電流I=0.3A，由串聯電路特點知，滑動變阻器兩端電壓U滑=U-U燈=6V-3.8V=2.2V，
此時滑動變阻器接入電路的阻值
（4）①電源、開關、滑動變阻器、燈泡、電流表組成串聯電路，電壓表并聯在滑動變阻器兩端，電路圖如圖所示：
②a、當電壓表示數為最大值3V時，小電燈兩端的電壓為6V-3V=3V，由表中數據知，電流為0.25A，此時滑動變阻器接入電路的阻值R滑1==12Ω；
b、當小電燈電壓為4.5V時，由表中數據知，電路電流為0.32A，此時滑動變阻器兩端電壓為6V-4.5V=1.5V，此時滑動變阻器接入電路的阻值R滑2=≈4.7Ω；
則滑動變阻器接入電路的阻值范圍是4.7Ω～12Ω；