Question

17．某實驗小組的同學用甲圖所示器材測量小燈泡的電功率．已知電源電壓恒為6V不變，待測燈泡的額定電壓為3.8V，額定功率估計為1.2W左右．

（1）請在甲圖中用筆畫線表示導線，連接成完整的實驗電路（須選擇合適的電流表量程）；
（2）閉合開關前，滑動變阻器滑片P應該位于B端（選填“A”或“B”）；
（3）閉合開關后發現：電流表沒有示數，燈泡不亮，電壓表示數接近電源電壓．則此時電路故障為燈泡斷路；
（4）故障排除后，閉合開關，調節滑動變阻器滑片P，使燈泡正常發光，此時電流表示數如乙圖所示，則電路中的電流值為0.32A，待測燈泡的額定功率為1.216W；
（5）如果電壓表只能使用0～3V的量程．僅在丙圖虛線框內用電路圖說明，怎樣利用現有器材測定燈泡的額定功率．

Answer 1

分析 （1）燈泡的額定電壓為3.8V，額定功率估計為1.2W左右，根據P=UI求出燈的額定功率約為多少確定電流表量程：串聯在電路中，變阻器按一上一下串聯接入電路中；
（2）為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器滑片P應該位于阻值最大處；
（3）若電流表示數為0，燈不亮，說明電路可能斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的燈泡斷路了；
（4）根據圖中電流表小量程確定分度值讀數，根據P=UI求燈的額定功率；
（5）已知電源電壓恒為6V不變，待測燈泡的額定電壓為3.8V，根據串聯電路電壓的規律確定電路圖測量燈的額定律．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，額定功率估計為1.2W左右，根據P=UI，燈的額定功率約為：
I=$\frac{P}{U}=\frac{1.2W}{3.8V}$≈0.32A，故電流表選用小量程串聯在電路中，變阻器按一上一下串聯接入電路中，如下左所示：

（2）閉合開關前，滑動變阻器滑片P應該位于阻值最大處，即 B端；
（3）經分析，閉合開關后發現：電流表沒有示數，燈泡不亮，電壓表示數接近電源電壓．則此時電路故障為燈泡斷路；
（4）故障排除后，閉合開關，調節滑動變阻器滑片P，使燈泡正常發光，此時電流表示數如乙圖所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，則電路中的電流值為0.32A，待測燈泡的額定功率為：
P=UI=3.8V×0.32A=1.216W；
（5）已知電源電壓恒為6V不變，待測燈泡的額定電壓為3.8V，根據串聯電路電壓的規律，當變阻器的電壓：
U_滑=U-U_額=6V-3.8V=2.2V時，燈正常發光，故可將電壓表小量程并聯變阻器的兩端，移動滑片的位置，當電壓表示數為2.2V時，記下電流表的示數，根據P=UI求燈的額定功率．如上右所示：
故答案為：（1）如上左圖所示；
（2）B；
（3）燈泡斷路；
（4）0.32； 1.216；
（5）如上右圖所示．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、注意事項、故障分析、電流表讀數、額定功率的計算及設計實驗方案測功率的能力．