解:(1)伏安法测灯泡电功率的实验,需要的实验器材有:电源、待测灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干;实验原理是电功率公式:P=UI.
(2)伏安法测灯泡电功率的实验电路图,如图甲所示.
(3)灯泡额定电压是3.8V,电压表应选0~15V量程,灯泡正常发光时的电流I=
=
=0.475A,电流表选0~0.6A量程;滑动变阻器用右半段电阻丝时,滑片P右移灯变亮;根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图乙所示.
(4)根据电路图连接试验器材时,开关应断开,检查电路无误再闭合开关.
(5)由实物电路图可知,开关闭合之前,滑动变阻器的滑片应位于左端,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大;滑动变阻器的作用是:保护电路,使灯泡电压等于额定电压.
(6)灯泡不亮,可能是由灯泡断路,或灯泡短路,或灯泡之外电路存在断路造成的;
①开关闭合,灯不亮,电流表有示数,说明电路不存在断路,电压表示数为0,可能是灯泡短路,或电压表并联之外电路断路造成的,综合分析可知,电路故障是:灯泡短路;
②开关闭合,灯不亮,电流表示数为零,说明电路存在断路,电压表有示数,接近电源电压6V,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外不存在断路,则断路位置是与电压表并联的灯泡,即电路故障是灯泡断路.
③开关闭合,灯较亮,说明电路电流较大,电路电阻较小;无论怎样移动滑片P,灯泡亮度都不变,说明滑动变阻器不能改变电路电阻,这是应为滑动变阻器同时接上面两个接线柱,滑动变阻器被短路造成的.
④开关闭合,灯较暗,说明电路电流较小,电路电阻较大,无论怎样移动滑片P,灯泡亮度都不变,说明滑动变阻器不能改变电路电阻,综合分析可知,这是由于滑动变阻器同时接下面两个接线柱,滑动变阻器阻值全都接入电路造成的.
(7)电压表示数为2.5V,要使小灯泡正常发光,应将滑片向右移动滑动变阻器滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡两端电压变大,知道电压表示数等于灯泡额定电压3.8V为止;由图示电流表可知,电流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表示数是0.5A.
(7)灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.5A=1.9W;∵I=
,∴灯泡正常发光时的电阻R=
=
=7.6Ω.
故答案为:(1)电源、待测灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干;P=UI;
(2)实验电路图如图甲所示;(3)实物电路图如图乙所示;(4)闭合开关;
(5)左;保护电路,使灯泡电压等于额定电压;(6)灯泡短路;灯泡断路;
滑动变阻器同时接上面两个接线柱;滑动变阻器同时接下面两个接线柱;
(7)右;3.8V;0.5;(7)1.9;7.6Ω.
分析:(1)伏安法测灯泡电功率,需要用电流表测电流,用电压表测灯泡电压,用滑动变阻器保护电路,使灯泡电压等于额定电压,根据分析选择实验器材;测功率的远离了是,电功率公式P=UI.
(2)伏安法测灯泡电功率、电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联,电压表与灯泡并联,据此作出电路图.
(3)根据灯泡额定电压确定电压表量程,根据灯泡正常发光时的电流确定电流表的量程,根据实验电路图连接实物电路图.
(4)连接电路时,开关应断开,连接完电路,检查无误后,再闭合开关.
(5)闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值,根据电路图确定滑片的位置;滑动变阻器在电路中可以保护电路,可以改变灯泡两端电压.
(6)常见的电路故障有:电路断路,或电路短路,或滑动变阻器连接错误,根据电路故障现象,分析电路故障原因.
(7)电压表示数小于灯泡额定电压,应移动滑片,减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡电压增大,当灯泡电压增大到额定电压时,灯泡正常发光;由图示电流表确定电流表量程与分度值,然后读出电流表示数.
(8)由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率,由欧姆定律可以求出灯泡正常工作时的电阻.
点评:本题考查的内容很多,是一道电学实验综合题,测灯泡电功率实验是一个重要的、基本实验,要掌握其实验原理、实验器材、实验步骤、实验电路、会连接实验电路图.