Question

如图甲所示，是测量小灯泡电功率的实物元件图，其中电源是由三只蓄电池组成，小灯泡额定电压是3.8V，其灯丝电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω、1A”字样．
（1）如图所示是连接的不完整实验电路，请你将图中未连接部分连接好．要求：滑片P向左移时灯变亮，且连线不得交叉．
（2）小刚合理地连接好电路，并接正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，聪明的小刚猜想：
①可能灯丝断了．  ②可能是小灯泡短路．  ③可能是变阻器断路．  ④可能是电流表短路

猜想	电流表示数/A	电压表示数/V
①	0	6
③	0	0

请你根据表格中的电流表和电压表的读数，验证小刚的猜想，并将对应的猜想填入表格．（只需填序号）
（3）排除故障后，实际测量过程中小刚才发现电压表0～15V量程已损坏（另一量程完好），但他利用现有器材测出小灯泡的额定功率，请你帮小刚重新设计方案．方法是：只需将

电压表与滑动变阻器并联

．
（4）小刚按新设计的方案连接好电路后继续实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为

3.8

V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是

1.52

W．

Answer 1

分析：（1）滑动变阻器与灯泡串联，注意滑动变阻器的接法．
（2）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路或电路电流太小；灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0；灯泡以外的地方断路，整个电路都处于断开状态，灯泡不亮，电压表和电流表都没有示数．
（3）滑动变阻器与灯泡串联，电压表0～15V量程已损坏，可让电压表测滑动变阻器两端电压．
（4）当灯泡电压等于额定电压时，灯泡正常发光，由图乙所示电流表读出电流表示数，然后由电功率公式求出灯泡额定电功率．

解答：解：（1）灯泡右接线柱与滑动变阻器A接线柱相连接，滑片P向左移时灯变亮，电路图如图所示；
（2）①灯丝断了，电路断路，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压，电压表示数等于电源电压，为6V，符合第一种现象．
②小灯泡短路，电路电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测导线电压，示数为0，与题目所示现象不符．
③滑动变阻器断路，电路断路，电路无电流，电流表示数为0，灯泡中无电流，灯泡两端无电压，电压表示数为0，与第二种现象相符．
④电流表短路，电流表示数是0，电路电流不变，灯泡两端电压不变，电压表有示数且小于电源电压，与题目所示现象不符．
故答案为：①；③．
（3）由题意知电源电压是2V×3=6V，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V＜3V，
电压表0～15V量程损坏，但0～3V量程完好，灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压小于电压表0～3V量程，因此可以把电压表与滑动变阻器并联，测滑动变阻器电压，从而间接测出灯泡电压，进行实验．
故答案为：电压表与滑动变阻器并联．
（4）当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时灯泡正常发光，由图乙可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.4A，灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
故答案为：3.8；1.52．

点评：本题考查了实物图的连接、电路故障分析、电路设计、电表读数、测灯泡额定功率等问题，这些知识点是伏安法测功率中最常考的内容，一定要掌握．