Question

小明按如图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验．实验室可提供下列器材：
A．电流表   B．电压表   C．滑动变阻器R（阻值0?20Ω）
D．电阻为6Ω的待测灯泡L（电阻不随温度变化）
E．电源E（电压4.5V并保持不变）   F．开关S及导线若干
（1）请你用笔画线代替导线将电路连接完整（导线不得交叉）；（2分）

（2）在连接电路时开关应

断开

，滑动变阻器的滑片应放在

B

（选填“A”或“B”）端；
（3）根据电路图和实验室提供的器材，可判断出：实验时通过灯泡的最小电流为

0.173

A；
（4）若小明所选电压表的量程为0?3V、电流表的量程为0?0.6A，实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一，则测出的灯泡的功率范围只能是

0.24W～1.5W

．
（5）排除故障后，小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格．你认为这张表格的设计是

错误

（正确/错误）的．

次数	U/V	I/A	P/W	平均值P/W
1
2
3

Answer 1

分析：（1）电压表与灯泡并联，测其两端的电压；根据电压表的量程结合欧姆定律得出灯泡的最大电流确定电流表的量程，且与灯泡串联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中．
（2）为了保护电路，在连接电路时应使开关断开，滑动变阻器处于最大阻值状态．
（3）由电路图可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，根据电阻的串联特点和欧姆定律求出通过灯泡的最小电流．
（4）当电压表为满量程的

1

3

时，电流表的指针是否在

1

3

量程以上．如果电流表的指针在

1

3

量程到满量程之间，此时电压表示数为灯泡的最小电压，根据P=UI能计算灯泡的最小功率，否则不符合要求．
当电流表为满量程的

1

3

时，电压表的指针是否在

1

3

量程以上．如果电压表的指针在

1

3

量程到满量程之间，此时电流表示数为灯泡的最小电流，根据P=UI能计算灯泡的最小功率，否则不符合要求．
当电压表为满量程时，电流表的指针是否在13量程以上．如果电流表的指针在

1

3

量程到满量程之间，此时电压表示数为灯泡的最大电压，根据P=UI能计算灯泡的最大功率，否则不符合要求．
当电流表为满量程时，电压表的指针是否在

1

3

量程以上．如果电压表的指针在

1

3

量程到满量程之间，此时电流表示数为灯泡的最大电流，根据P=UI能计算灯泡的最大功率，否则不符合要求．
（5）灯泡两端电压增大，电流增大，功率增大，设计功率的平均值是错误的．

解答：解：（1）电压表与灯泡并联，由电路图可知其量程为0～3V，所以灯泡两端的最大电压为3V；
根据欧姆定律可得灯泡的最大电流为

3V

6Ω

=0.5A＜0.6A，所以电流表的量程为0～0.6A；
滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；如下图所示：

（2）为防止发生短路现象烧坏电路原件，连接电路时，开关应处于断开状态；
闭合开关前，应使滑动变阻器的阻值处于最大阻值B端．
（3）当滑动变阻器的滑片P位于B端时，电路电阻最大为：R=R'+R_L=6Ω+20Ω=26Ω，
所以电路最小电流为：I=

U

R

=

4.5V

26Ω

≈0.173A．
（4）当灯泡两端电压为1V时（

1

3

量程），灯泡电流为：I₁=

U1

RL

=

1V

6Ω

≈0.16A＜0.2A（

1

3

量程），不符合题意．
当灯泡中的电流为0.2A时（

1

3

量程），灯泡电流为U₁′=I₁′R_L=0.2A×6Ω=1.2V＞1V（

1

3

量程），符合题意，
所以，0.2A为灯泡的最小电流，
灯泡的最小功率为：P₁=U₁′I₁′=1.2V×0.2A=0.24W．
当灯泡中的电流为0.6A时（满量程），灯泡电压为：U₂′=I₂′R_L=0.6A×6Ω=3.6V＞3V（满量程），不符合题意．
当灯泡中的电压为3V时（满量程），灯泡电流为：I₂=

U2

RL

=

3V

6Ω

=0.5A＜0.6A（满量程），
所以3V为灯泡的最大电压，
灯泡的最大功率为：P₂=U₂I₂=3V×0.5A=1.5W．
故灯泡的功率范围为0.24W～1.5W．   
（5）灯泡电压增大，电流增大，功率增大，设计功率的平均值一栏是错误的．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）断开；B；
（3）0.173；
（4）0.24W～1.5W；
（5）错误．

点评：对于移动滑片求电路中电流范围、灯泡电压变化范围、灯泡功率范围的问题，既要照顾到电流表，又要照顾到电压表，都在要求的范围内．当电流表合适时，求出电压表的范围，当电压表合适时，求出电流表的范围，兼顾电压表和电流表是很难的问题．