Question

1．小辉同学用伏安法测量小灯泡电功率，待测小灯泡的额定电压为3.8V，小灯泡正常发光时的电阻约10Ω．

（1）请用笔画线代替导线，完成实物电路甲的连接（要求：连线不得交叉，电流表的量程选择要正确）．
（2）连接好电路，闭合开关前，变阻器的滑片应滑到D端（填“C”或“D”）．
（3）小辉同学正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光．
（4）闭合开关后，调节滑动变阻器，当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所以，小灯泡的额定功率为1.14W．
（5）小辉还想探究“电流与电压的关系”，还需补充的器材是定值电阻；请你帮他在虚线框内设计出合理的实验电路图（如图丙）．

Answer 1

分析 （1）本实验中灯泡、电流表、滑动变阻器应串联，根据灯泡规格确定电表量程；
（2）闭合开关前，变阻器的滑片应滑到最大值处；
（3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电表有示数，说明电路是通路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，分析电阻过大的原因，然后进行下一步操作；
（4）额定电压下灯泡正常发光，根据电流表的量程和分度值读出电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（5）探究“电流与电压的关系”时，要保持电阻不变，改变电压，由此分析需要补充的器材，并画出电路图．

解答 解：
（1）伏安法测量小灯泡电功率的实验中，灯泡、电流表、滑动变阻器应串联，电压表测灯泡两端电压应与其并联，灯泡额定电压3.8V，所以电压表使用0-15V量程，灯泡正常发光电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，所以电流表使用0-0.6A量程．如图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片应滑到最大值D端；
（3）闭合开关前，滑片置于阻值最大处，闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，电路不存在断路，滑动变阻器阻值全部接入电路，电路总电阻很大，电路电流很小，灯泡实际功率很小，可能不足以引起灯泡发光，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；
（4）电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，灯泡电压达到额定电压时正常发光时，由图乙可知此时灯泡电流为0.3A，
所以灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（5）电流与电压和电阻有关，探究电流与电压关系时，应保持电阻不变，而灯泡电阻会受到温度的影响，所以补充阻值合适的定值电阻即可，电路图如下：
．
故答案为：
（1）见上图；（2）D；（3）移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；（4）1.14；（5）定值电阻；电路图见上图．

点评 本题考查了连接电路的注意事项、连接实物图、电路故障的判断、电流表的读数和电功率的计算，还考查探究电流与电压关系实验的认识，是中考常见的实验探究题类型．