Question

小明按右圖所示電路圖做“測量燈泡的電功率”的實驗.實驗室可提供下列器材A.電流表

B.電壓表

C.滑動變阻器R(阻值0?20Ω)

D.電阻為6Ω的待測燈泡L(電阻不隨溫度變化)

E.電源E(電壓4.5V并保持不變）

F.開關S及導線若干

(1)根據電路圖和實驗室提供的器材，可判斷出：實驗時通過燈泡的最小電流為　　 A；

加在燈泡兩端的最大電壓為　　　　 V；

(2)若小明所選電壓表的量程為0?3V、電流表的量程為0?0.6A，實驗要求測量時通過燈泡的電流至少為電流表滿刻度的三分之一，則測出的燈泡的功率范圍只能是　　　 .

(3)小明按電路圖連接好電路后進行實驗，由于電路中某一處有故障，當閉合開關時電壓表無示數，為查出電路故障，小明進一步觀察并檢查電路.當檢查到電源、開關、電壓表、電流表、導線及其連接都完好時，小明結合前面的現察，就可判斷出電路的故障：

如果小明觀察到　　　　　　 ，則故障是　　　　　　　　　　 ；

如果小明觀察到　　　　　　 ，則故障是　　　　　　　　　　 。

(4)排除故障后，小明繼續進行實驗,在對測量數據的記錄和處理時，他設計了如下表格.你認為這張表格的設計是　　　　　 (正確/錯誤）的.

次數	U/V	I/A	P/W	平均值P/W
1
2
3

　 　

Answer 1

（1）0.173（1分）  4.5（1分）  （2）0.24w～1.5w（2分）  （3）電流表無示數（1分）   滑動變阻器斷路（1分）   電流表有示數（1分）  燈泡短路（1分）（或電流表有示數  燈泡短路   電流表無示數  滑動變阻器斷路）  （4）錯誤（1分） 

【解析】（1）當滑動變阻器全部接入電路時電路中電流最小，為：I_最小=U/（R_L+R_滑）=4.5V/（6Ω+20Ω）=0.173A；加在燈泡兩端的最大電壓即為電源電壓（滑動變阻器接入電阻為零）4.5V。（2）由于電路中電流至少為電流表的1/3，即此時電流至少為I_小=0.6A×1/3=0.2A，根據P=I²R可知，P_小=I_小²R=（0.2A）²×6Ω=0.24w，當燈泡兩端電壓為3V（電壓表最大示數）時，小燈泡電功率最大：P_大=U²/R=（3V）²/6Ω=1.5w。（3）電壓表無示數只有兩種情況，即被測以外電路出現斷路或被測電路出現短路，所以在電源、開關、電壓表、電流表、導線及其連接都完好的情況下，故障只能在小燈泡或滑動變阻器上，故：如果電流表無示數則滑動變阻器斷路，如果電流表有示數則燈泡短路。（4）在測量小燈泡電功率實驗中，由于在不同電壓下，小燈泡的電功率是不同的，故不能求其平均值，所以表格是錯誤的。難點分析：計算小燈泡電功率變化范圍時，要根據電流表的允許范圍確定電路中的最小電流及電壓表確定小燈泡兩端的最大電壓，再根據相應公式計算出最大功率與最小功率。