Question

18．小明為測量小燈泡正常發光時的電阻 （阻值約為10Ω），設計了圖甲所示的電路圖．已知電源電壓為6V，燈泡的額定電壓為3.8V，滑動變阻器標有“20Ω lA”字樣．

（1）圖乙是小明根據電路圖連接的實物圖．閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡不亮；經檢查，是由于一根導線連接錯誤．請你在實物圖中連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線．
（2）若電壓表0～15V的量程損壞，為完成實驗，請你使用原有器材重新設計一個串聯電路，并將設計的電路圖丙畫在上面的虛線框內．
（3）根據你的設計重新連接電路進行實驗．閉合開關，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數為2.2V，小燈泡正常發光，此時電流表的示數為0.4A，則小燈泡的額定功率是1.52W．

Answer 1

分析 （1）原電路中，燈與變阻器串聯，電壓表串聯在電路中，據此作答；
（2）根據串聯電路電壓的規律，使用電壓表小量程并聯在變阻器的兩端即可；
（3）結合上面的分析，根據P=UI求燈的額定功率．

解答 解：（1）由原實物圖知，燈與變阻器串聯，電壓表與燈泡串聯在電路中，由于電壓表阻值太大，所以通過燈泡電流非常小，因此燈泡不亮；
電壓表應與燈并聯，將連接燈的右接線柱與電流表的負接線柱的導線去掉，將電壓的表的負接線柱與燈的右接線柱連接起來，如下圖1所示：

（2）燈的電阻隨電壓的變化而變化，因要測量燈正常發光時的電阻，所以，燈的電壓必須為額定電壓3.8V，因0-15量程損壞，所以只能使用電壓表的小量程，但因3.8V大于電壓表小量程，所以不能直接將使用電壓表小量程接在燈的兩端，根據串聯電路電壓的規律，當燈正常發光時，變阻器的電壓為6V-3.8V=2.2V，所以可使用電壓表小量程并聯在燈的兩端，當電壓表示數為2.2V時，燈正常發光，測出此時的電流大小即可，如下圖2所示；

（3）由（2）分析知，根據你的設計重新連接電路進行實驗．閉合開關，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數為2.2V，小燈泡正常發光，此時電流表的示數為0.4A，則小燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
故答案為：（1）不亮；如上圖1所示；
（2）如上圖2所示；
（3）2.2；1.52．

點評 本題涉及測電阻與電功率兩個實驗，考查對錯誤電路的分析、電路的連接、設計實驗方案測電功率的能力及額定功率的計算，有一定難度．