Question

3．小明同學想測量小燈泡的額定功率，現有2.5V的小燈泡一個，電源電壓為6V．他連接了如圖甲所示電路．
（1）粗心的小明同學忘記尚未連接好實物圖，請你幫助小明同學將圖甲中的電路連接完整．
（2）連接好電路，閉合開關后，發現小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表示數幾乎為0，則電路故障原因可能是A
A．小燈泡短路   B．小燈泡斷路    C滑動變阻器短路  D．滑動變阻器斷路
（3）閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片P至電壓表示數為2V時小明發現燈泡發光較暗，要小燈泡正常發光，他應將滑動變阻器的滑片P向A端移．（選填“A端”或“B端”）
（4）小燈泡正常發光時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為0.75W．
（5）實驗完成后小明同學還想測量額定電壓為3.8V的小燈泡的額定功率．經檢查發現電壓表0--15V的量程已壞，請你幫助他利用現有器材完成實驗，你的辦法是將電壓表并聯在滑動變阻器兩端．當電壓表的示數為2.2V時，3.8V的小燈泡正常發光．

Answer 1

分析 （1）根據燈的額定電壓確定電壓表量程與燈并聯；
（2）閉合開關后，電流表有示數，說明電路為通路，根據燈泡不亮，電壓表示數幾乎為0，確定電路故障原因；
（3）燈在額定電壓下正常發光，根據圖中電壓表小量程讀數，比較電壓表示數與額定電壓的大小，根據串聯電路電壓的規律及分壓原理確滑片移動的方向；
（4）根據圖乙電流表小量程讀數，根據P=UI求燈的額定功率；
（5）根據串聯電路電壓的規律，求出燈正常發光時變阻器的電壓，將電壓表小量程與變阻器并聯．

解答 解：（1）因燈的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯，如下所示：

  （2）連接好電路，閉合開關后，電流表有示數，說明電路為通路，燈泡不亮，電壓表示數幾乎為0，則電路故障原因可能是小燈泡短路，故選A；
（3）燈在額定電壓下正常發光，2V小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向A端移動，直到電壓表示數為額定電壓；
（4）小燈泡正常發光時電流表的示數如圖乙所示，圖中電流表使用小量程，分度值為0.02A，示數為0.3A，燈的功率：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）根據串聯電路電壓的規律，當變阻器的電壓為U_滑=2.2V時，燈的電壓為U_燈=U-U_滑=6V-2.2V=3.8V，燈正常發光，故將電壓表小量程并聯在滑動變阻器兩端，當電壓表的示數為2.2V時，3.8V的小燈泡正常發光．
故答案為：（1）如上所示；（2）A；（3）A端；（4）0.75；（5）將電壓表并聯在滑動變阻器兩端．當電壓表的示數為2.2V時，3.8V的小燈泡正常發光．

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