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    10．按如图1所示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验．所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V 的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干．

    （1）将电路图连接完整，使滑片向右移动时，灯泡L变亮．某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关后会造成D．（填选项前的字母）
    A．电流表烧坏　　　　　　B．电压表烧坏
    C．小电灯烧坏　　　　　　D．小电灯不亮
    （2）另一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是：小电灯断路．排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处．
    （3）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表．
    电压表的示数U/V电流表的示数I/A小电灯的功率P/W
    2.00.20
    2.50.22
    3.00.25
    3.80.30
    4.50.32
    ①通过上表数据，可算得小电灯的额定功率为1.14W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：灯丝电阻随温度的升高而增大；
    ②当小电灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为7.33Ω．
    ③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V 电源的两端，两灯消耗的总功率为1.5W．
    （4）若电压表的0～15V 量程已损坏，只能使用0～3V 量程，其它器材不变，如何测出小电灯的额定功率？
    ①在图3虚线框中画出测量电路图；
    ②若小电灯两端最大可加4.5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为4.7Ω～12Ω．

    分析 （1）电压表的电阻很大，故把电流表与电压表的位置交换连接后，电路中的电流很小；
    （2）根据电路图可知，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，电路为灯泡的基本电路，根据灯泡的是否发光和电压表的示数确定电路故障；
    开关闭合后，灯闪亮一下后立即熄灭，说明电路电流太大，电路电阻太小造成的，原因可能是闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处；
    （3）①根据P=UI分别求出灯泡在不同电压下的功率；
    当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡的实际功率等于灯泡的额定功率；灯丝的电阻随温度的升高而增大；
    ②灯泡正常发光时，与灯泡串联的滑动变阻器电压为6V-3.8V=2.2V，则根据欧姆定律即可求出滑动变阻器连入电路的阻值；
    ③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，则每个灯泡两端的电压为3V，由表格数据找出灯泡两端的电压为3V时的电流，即可根据P=UI求出总功率；
    （4）①0～15V量程已损坏，而灯泡额定电压为3.8V，超过电压表的另一量程0～3V；电源电压是6V，灯泡正常发光时，与灯泡串联的滑动变阻器电压为6V-3.8V=2.2V，小于电压表量程0～3V，因此可以用电压表测滑动变阻器电压，以便间接测量灯泡电压，据此作出电路图；
    ②根据题意确定滑动变阻器两端的最大电压与最小电压值，由串联电路特点求出相应的灯泡电压，由表中数据找出电压所对应的电流，然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大与最小阻值，然后确定其范围．

    解答 解：（1）把电流表与电压表的位置交换连接后，电压表串联在电路中，电路中电阻较大，电流较小，故灯泡不亮，选D；
    （2）闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，电路为灯泡的基本电路，灯不亮，电压表有较大的示数，说明电路故障为断路，并且电压表与电源两极相连，故小电灯断路；
    开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处；
    （3）①根据表中数据可：P1=U1I1=2V×0.2A=0.4W，
    P2=U2I2=2.5V×0.22A=0.55W，
    P3=U3I3=3V×0.25A=0.75W，
    P4=U4I4=3.8V×0.3A=1.14W，
    P5=U5I5=4.5V×0.32A=1.44W；
    当灯泡两端电压为3.8V时，灯泡的实际功率等于额定功率，即1.14W；
    由表中数据及R=$\frac{U}{I}$可知，随小电灯电压的增大，小电灯电阻变大，这是因为：随电压增大、电流随之增大，小电灯的实际功率P=UI也增大，灯的温度升高，由此可见：灯丝电阻随温度的升高而增大；
    ②根据表中数据可知，当小电灯正常工作时，电流为I=0.3A，滑动变阻器两端电压为U2=U-U额=6V-3.8V=2.2V，则根据欧姆定律得连入电路的阻值R2=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{2.2V}{0.3A}$≈7.33Ω．
    ③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，则根据串联电路的电压特点可知：灯泡两端的电压为3V，由表中数据可知，当灯泡两端的电压为3V时，电流I′为0.25A，则两灯消耗的总功率P=UI′=6V×0.25A=1.5W；
    （4）①电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，电压表并联在滑动变阻器两端，电路图如图所示；

    ②a、当电压表示数为最大值3V时，小电灯两端的电压为6V-3V=3V，由表中数据知，电流为0.25A，此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑1=$\frac{3V}{0.25A}$=12Ω；
    b、当小电灯电压为4.5V时，由表中数据知，电路电流为0.32A，此时滑动变阻器两端电压为6V-4.5V=1.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑2=$\frac{1.5V}{0.32A}$≈4.7Ω；
    则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4.7Ω～12Ω；
    故答案为：（1）D；（2）小电灯断路；闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处；（3）①0.4；0.55；0.75；1.14；1.44；1.14；灯丝电阻随温度的升高而增大；②7.33；③1.5；（4）①电路图见上图；②4.7；12．

    点评 本题考查了故障分析、求功率、求电阻阻值、数据处理等问题，（3）问需要注意两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，灯泡两端的电压为3V，电流需要从数据中判断．最后一问求滑动变阻器接入电路的阻值范围有一定难度；解题时要认真、细心答题．

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