Question

9．如圖所示是“測量小燈泡的電功率”的實驗，所用小燈泡上標有“3.8V”字樣，滑動變阻器規格為“20Ω 1A”，電源電壓為6V保持不變．

（1）請在圖甲中用筆畫線代替導線，把電路連接完整．
（2）連接好電路后，閉合開關，小明發現移動滑動變阻器滑片，小燈泡不發光，電壓表示數為零．進一步觀察并檢查電路，發現電壓表、電流表、導線及其連接均完好．電路可能的故障是滑動變阻器斷路（選填“小燈泡燈絲斷了”或“滑動變阻器斷路”）（假設電路只有一處故障）
（3）故障解決后繼續實驗，如圖乙所示為某時刻電壓表的讀數，為了測量小燈泡的電功率，應將滑片向左（選填“左”或“右”）端滑動．燈泡正常發光時電流表的示數如圖丙所示，則燈泡的額定功率為1.14W．
（4）在甲圖中，小明誤將電壓表并聯在滑動變阻器兩端，調節滑動變阻器，當電壓表示數為2.2V時，小燈泡正常發光．用此方案，在確保各元件安全的情況下，小明記錄了電流表和電壓表的若干組數據，根據測量的數據繪出的I-U圖象可能是圖丁中的B（選填“A”或“B”）

Answer 1

分析 （1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯，注意正負接線柱的連接；滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；
（2）對每個猜想所出現的現象逐一分析，確定與題目條件不符合與相符合的猜想；
（3）認清電壓表小量程的分度值讀數，比較讀數與額定電壓的大小，根據分壓原理確定滑片移動的方向；根據P=UI求出額定功率；
（4）根據串聯電路的電壓規律求出滑動變阻器兩端的電壓；根據電壓與電流的關系分析圖象．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表的量程為0～15V，且與燈泡并聯，電流從正接線柱流入負接線柱流出；滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，如下圖所示：
；
（2）如果小燈泡的燈絲斷了，則電壓表與電路中其它元件串聯，因電壓表內阻很大，根據歐姆定律和分壓原理，電流表示數接近0，電壓表示數接近電源電壓，小燈泡分得的電壓很小，不發光；
如果滑動變阻器斷路，則電壓表、電流表均無示數，小燈泡不發光；
故故障的原因是滑動變阻器斷路；
（3）電壓表小量程的分度值為0.5V，示數為2.5V，所以，應增加燈兩端的電壓減小滑動變阻器的電壓，根據分壓原理，就要減小變阻器連入電路中的電阻，所以，應將滑片P向左端移到合適位置，電流表示數的示數為0.3A則小燈泡的額定功率為：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（4）小燈泡正常發光時，燈泡兩端的電壓為3.8V，根據串聯電路電壓規律可知，滑動變阻器兩端的電壓為6V-3.8V=2.2V；當滑動變阻器兩端的電壓變大時，表面滑動變阻器電阻變大，則電路中的電流減小，故B圖為繪出的I-U圖象．
故答案為：（1）如圖；（2）滑動變阻器斷路；（3）左；1.14；（4）2.2； B．

點評 本題考查了滑動變阻器的連接和應用、電流表的讀數、電功率的計算等，涉及的知識點較多，綜合性強，明白實驗的原理是關鍵．