Question

夏日炎炎，蚊子滋生，傳播疾病，令人煩惱．小明根據蚊子在夜間具有趨光性（尤其是紫色光）的特點，打算自制滅蚊燈．小明從廢舊節日彩燈上拆得一個紫色小燈泡，其額定電壓為4V．為測得小燈泡的額定功率，小明找來蓄電池組（電壓恒為6V）、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、導線等，展開實驗探究．
（1）小明按照電路圖連接好實物圖．閉合開關S前，滑片P應放在使滑動變阻器接人電路的阻值______（最大/最小）處．
（2）閉合開關S后，小燈泡不亮，觀察發現：小燈泡是完好的；電壓表有示數；電流表指針指向零刻度線．電路可能存在的故障是______．
（3）排除故障后，調節滑動變阻器的滑片P直至電壓表的示數為______V，此時小燈泡處于正常工作狀態，根據圖示電流表的示數可知其額定功率為______W．
（4）如果在實驗過程中電壓表0-15V檔量程損壞，0-3V檔量程完好，怎樣繼續實驗？請在方框中畫出電路圖．

Answer 1

【答案】分析：（1）為保護電路，閉合開關S前，實際接入電路的滑動變阻器阻值應最大．
（2）電流表指針指向零刻度線，電路斷路；小燈泡不亮，小燈泡斷路或短路、或燈泡之外的電路斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極是連接的，與電壓表并聯之外的電路不存在斷路，斷路位置在小燈泡處；小燈泡是完好的，說明小燈泡接觸不良．
（3）當燈泡電壓等于額定電壓U時，燈泡正常工作；確定電流表的量程與分度值，讀出電流表的示數I，根據P=UI求出額定功率．
（4）可根據串聯電路電壓特點計算，看滑動變阻器與電壓表并聯時是否超過電壓表的3v量程，若不超過可設計電壓表與滑動變阻器并聯的電路來完成燈泡額定功率的測量．
解答：解：（1）小明按照電路圖連接好實物圖．閉合開關S前，滑片P應放在使滑動變阻器接人電路的阻值最大處．
（2）閉合開關S后，小燈泡不亮，觀察發現：小燈泡是完好的；電壓表有示數；電流表指針指向零刻度線．電路可能存在的故障是小燈泡接線接觸不良．
（3）調節滑動變阻器的滑片P直至電壓表的示數為燈泡額定電壓U=4V時，燈泡正常工作．
圖示電流表量程是3A，最小分度值是0.1A，電流表示數I=1.8A，燈泡額定功率P=UI=4V×1.8A=7.2W．
（4）電源電壓是6V，當燈泡電壓為額定電壓4V時，滑動變阻器電壓是2V，沒有超過帶你呀表3V量程，可以把電壓表與滑動變阻器并聯，測量燈泡額定功率，電路圖如圖所示．
故答案為（1）最大；（2）燈泡接線接觸不良；（3）4；7.2；（4）電路圖如圖所示．

點評：本題考查了滑動變阻器的使用、電流表讀數、故障問題分析、測燈泡額定功率的方法、測量電路的設計等．這些知識點是伏安法測功率中最常見的內容，一定要掌握．