Question

10．在“測(cè)定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：“3.8V？A”的小燈、“10Ω  1A”的滑動(dòng)變阻器、四節(jié)新干電池等．
（l）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開．
（2）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整，使閉合開關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入 電路的電阻最大．
（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無(wú)示數(shù)．為了查找故障，小明將電壓表拆下，在開關(guān)閉合狀態(tài)下，分別將電壓表接在電源、滑動(dòng)變阻器及開關(guān)兩端，結(jié)果只有接在滑動(dòng)變阻 器兩端時(shí)，電壓表無(wú)示數(shù)，則肯定出現(xiàn)故障的元件是開關(guān)．
（4）排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，滑片 P移到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為測(cè)量燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向右端移動(dòng)，直至電壓表的示數(shù)為3.8V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是1.14W．
（5）若用該電路測(cè)量規(guī)格是“2.5V  0.3A”燈泡的額定功率，須對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，寫出你的做法．
方法一：換最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器（或串聯(lián)定值電阻）；
方法二：減小電池個(gè)數(shù)．

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開；
（2）電壓表選用大量程，電流表選用小量程，并注意變阻器接線柱與電壓接線柱的接法；
（3）電流表在干路上，無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路故障為斷路；如果電壓有示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的元件是完好的；如果無(wú)示數(shù)，說(shuō)明與電壓表串聯(lián)的元件有斷路，或與電壓表并聯(lián)的元件短路或電路中無(wú)電源，據(jù)此判斷故障所在；（4）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表的量程讀數(shù)，比較實(shí)際電壓和額定電壓的大小，根據(jù)分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；認(rèn)清電流表的分度值讀數(shù)，由P_額=U_額I計(jì)算燈的額定功率；
（5）①計(jì)算燈正常工作時(shí)的電阻，電源電壓為4×1.5V=6V，求出滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理求出變阻的最小電阻；
②減小電源電壓來(lái)達(dá)到目的．

解答 解：（1）為保護(hù)電路元件，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開；
（2）3.8V＞3V，由圖丙知，電流表選用小量程；要使閉合開關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大，滑片以右部分的電阻絲連入電路，如右圖所示；
（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無(wú)示數(shù)，則此電路為斷路；在開關(guān)閉合狀態(tài)下，將電壓表接在電源兩端時(shí)，電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電源、電壓表是完好的；電壓表接在開關(guān)兩端時(shí)有示數(shù)，說(shuō)明開關(guān)以外的電路是通路，而開關(guān)是斷開的，所以，肯定出現(xiàn)故障的元件是開關(guān)（電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端，因無(wú)電源，沒(méi)有示數(shù)）；
（4）燈的額定電壓為3.8V＞3V，電壓表選用大量程，分度值為0.5V，示數(shù)為3V，所以，為使燈正常發(fā)光，應(yīng)增加燈的電壓，減小變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻減小，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)；電流表小量程的分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，小燈泡的額定功率P_額=U_額I=3.8V×0.3A=1.14W；
（5）方法一：燈正常工作時(shí)的電阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω，滑動(dòng)變阻器要分去的電壓U_滑=6V-2.5V=3.5V的電壓，燈才能正常工作，根據(jù)分壓原理，$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$=$\frac{{R}_{滑}}{{R}_{L}}$，滑動(dòng)變阻器的電阻至少為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$×R_L=$\frac{3.5}{2.5}$×8.3Ω≈11.62Ω，所以，可換最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器（或串聯(lián)定值電阻）；
方法二：由上面的計(jì)算可知，“10Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器最大阻值連入電路時(shí)，燈的電壓仍高于2.5V，所以，也可以采用減小電池個(gè)數(shù)的方法來(lái)減小電源電壓達(dá)到使燈正常發(fā)光的目的．
故答案為：（1）斷開；
（2）如上圖所示；
（3）開關(guān)；
（4）右；1.14；
（5）方法一：換最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器（或串聯(lián)定值電阻）；方法二：減小電池個(gè)數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量燈的電功率，考查電路的連接、故障的查找、及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)定等，綜合性較強(qiáng)．