Question

11．如圖是小紅在“測量小燈泡的電功率”實驗時連接的電路，小燈泡的額定電壓為3.8V，電源電壓恒為6V．

（1）請用筆畫線代替導線，將甲圖電路連接完整；
（2）當開關閉合，變阻器滑片P向左移動時，電流表示數變小，電壓表示數變小；（填“變大”“變小”或“不變”）
（3）調節滑動變阻器使燈泡正常發光，電流表的示數如圖乙，此時電路電流為0.32A，
小燈泡的額定功率為1.216W；
（4）如果電壓表的0～15V量程被損壞，只有0～3V量程能正常使用，要求利用原有器材測出小燈泡的額定功率．請在上面的虛線框中畫出你設計的電路圖．

Answer 1

分析 （1）將電壓表并聯在燈泡兩端；
（2）由實物圖可知：滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流；由滑片的移動可知滑動變阻器接入電阻的變化；由歐姆定律可知電路中電流的變化和燈泡兩端的電壓變化，根據串聯電路的電壓特點可知電壓表示數的變化．
（3）電流表讀數：首先確定使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數；再利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）根據串聯電路電壓特點，當燈泡正常工作時，求出滑動變阻器電壓小于3V，測滑動變阻器電壓，間接得到燈泡的額定功電壓．

解答 解：（1）因為燈泡的額定電壓為3.8V，則選擇0～15V的量程，并將電壓表并聯在燈泡兩端；如下圖1所示：

（2）滑動變阻器滑片以右電阻絲連入電路中，滑片左移，總電阻變大，電源電壓不變，由歐姆定律，電路電流變小，故電流表的示數變小．又因為電壓表并聯在燈泡兩端，由U=IR可知，燈泡兩端電壓變小，故電壓表示數變小；
（3）電流表使用的0～0.6A，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.32A．燈的額定功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W；
（4）電源電壓為6V，燈泡和滑動變阻器串聯在電路中，燈泡額定電壓為3.8V，要讓燈泡正常工作，滑動變阻器的電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，可以用電壓表0～3V量程，并聯在滑動變阻器兩端，當滑動變阻器的電壓為2.2V時，燈泡正常工作．電路圖如下圖2所示：

故答案為：（1）如上圖1所示；
（2）變小；變小；
（3）0.32；1.216；
（4）如上圖2所示．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、動態電路的分析、額定功率的計算及設計實驗方案的能力，有一定難度．