Question

8．测量小灯泡的电功率，用到的器材如图甲所示，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω，电源电压恒为6V，规格为“5Ω 1A”和“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个供选择．

（1）滑动变阻器应选用规格为50Ω 1A．
（2）请你用笔画线代替导线，把图甲中的实物连接完整的测量电路，（要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯变亮）
（3）连接完电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，而电压表有示数，且接近电源电压，原因可能是灯泡处断路（灯泡的灯丝断了；灯泡或灯座的接线处接触不良）．
（4）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，该示数是0.4A，此时小灯泡消耗的电功率是1.52W．
（5）如果电压表量程0-15V损坏，量程0-3V能正常使用，仍利用现有的器材完成实验，请在方框内画出你设计的电路图．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器规格的选择要同时考虑滑动变阻器的电阻和电流．滑动变阻器最大电阻稍大于电路中需要的电阻，既能满足电路需要，又能使电路测量值比较准确．滑动变阻器允许通过的电流大于电路最大电流；
（2）把灯泡、电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端；注意滑动变阻器有4个接线柱，选择一上一下接线柱接入电路．并根据题目的要求选择要接入的下接线柱，电压表的量程可根据灯泡的额定电压进行选择；
（3）灯不亮，电流表无示数，可能是电路断路了，根据电压表示数接近电源电压，分析判断故障原因；
（4）由图乙所示，读出灯泡在额定电压的电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（5）电压表0～15V量程损坏，只能使用0～3V量程，灯泡正常发光时灯泡电压是3.8V＞3V，此时滑动变阻器两端电压是6V-3.8V=2.2V，因此电压表不能测灯泡两端电压，可用电压表测滑动变阻器两端电压，据此设计实验电路图．

解答 解：
（1）灯泡的额定电压为3.8V，灯泡额定电流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A；电源电压约为6V，灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器电压至少为U滑=U源-U=6V-3.8V=2.2V，滑动变阻器电阻至少为R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.2V}{0.38A}$≈5.8Ω，故选择的变阻器规格为“50Ω 1A”；
（2）灯泡额定电压为3.8V，电压表应选择15V量程，把灯泡、电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，要求滑动变阻器的滑片向右移动时灯变亮，应接入右下接线柱，如图所示：

（3）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路无电流，电路出现断路，电压表示数接近电源电压，说明电路有电压，即测量的是电源电压，因此可能是电路中灯泡断路了（灯泡的灯丝断了；灯泡或灯座的接线处接触不良）；
（4）由图乙可知，电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数I=0.4A，灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（5）电压表0～15V量程损坏，电压表与滑动变阻器并联，如图所示：

故答案为：（1）50Ω 1A；（3）灯泡处断路（灯泡的灯丝断了；灯泡或灯座的接线处接触不良）；（4）0.4；1.52．

点评 本题考查了实物电路图连线、设计实验电路图、电流表读数、求灯泡的额定功率，电路故障的判断，是实验的常考内容，要掌握．