Question

在用電流表、電壓表測小燈泡額定功率的實驗時，燈泡上標有“3.4V”字樣，小紅設計了實驗電路圖，如圖甲所示，并連接了部分實驗電路，如圖乙所示．
（1）請幫助小紅完成實驗電路的連接

（2）連接完實驗電路后，小紅閉合開關，發現燈泡不亮、電流表無示數、電壓表有示數且接近于電源電壓，請幫助小紅分析電路出故障的原因：

 

．
（3）排除故障后，小紅調節滑動變阻器，使燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖丙所示，讀數為

 

A，則小燈泡的額定功率為

 

W，正常工作時的電阻為

 

Ω．
（4）假若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩定不變，仍利用現有的器材完成實驗，你認為如何操作

 

．
（5）若將小燈泡換成螺線管，則當滑片P向左滑動時，它能夠吸起大頭針的數量將

 

．

Answer 1

分析：（1）電壓表與燈泡并聯，根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程；滑動變阻器與燈泡串聯，且要接一上一下的原則連接；
（2）燈泡不亮、電流表無示數，則電路某處斷路，電壓表接近于電源電壓，則電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
（3）根據電流表的量程、分度值和指針的位置讀出電流表的示數，然后根據P=UI計算出燈泡的額定功率，利用R=

U

I

求出小燈泡正常發光的電阻；
（4）當燈泡正常發光時，燈泡兩端的電壓為3.4V，則滑動變阻器兩端的電壓為6V-3.4V=2.6V，若電壓表的大量程損壞，可將電壓表與滑動變阻器并聯；
（5）螺線管產生磁場的強弱與線圈匝數和電流大小有關，根據滑片移動的方向確定螺線管中電流的變化，進一步判斷吸引大頭針數量的變化．

解答：解：（1）將電壓表與燈泡并聯，燈泡的額定電壓為3.4V，所以電壓表應選擇0～15V的量程；滑動變阻器與燈泡串聯，已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：

（2）燈泡不亮、電流表無示數，說明電路某處斷路，電壓表有示數且接近于電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，故燈泡斷路；
（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數為0.3A；小燈泡的額定功率：P=UI=3.4V×0.3A=1.02W；小燈泡正常發光時的電阻：R=

U

I

=

3.4V

0.3A

=11.33Ω；
（4）當燈泡正常發光時，燈泡兩端的電壓為3.4V，則滑動變阻器兩端的電壓為6V-3.4V=2.6V，此時可將電壓表與滑動變阻器并聯，當電壓表示數為2.6V時，燈泡正常發光；
（5）根據實物圖可知，如果將小燈泡換成螺線管，則當滑片P向左滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻減小，由歐姆定律可知，電路中的電流變大，螺線管產生的磁場變強，故螺線管吸引大頭針的數目增多．
故答案為：（2）燈泡斷路；（3）0.3；1.02；11.33；（4）將電壓表與滑動變阻器并聯，使電壓表的示數為2.6V；（5）增多．

點評：本題考查了電壓表和滑動變阻器的正確連接、電流表的讀數、電路故障的判斷、歐姆定律的應用、電功率的計算以及影響螺線管磁場的因素，出現電壓表的量程損壞問題如何處理，這幾個問題是比較典型的類型習題，一定要掌握．