按圖所示的電路圖做“測量小燈泡的功率”的實驗．所用器材有：標有“3.8V”字樣的待測小電燈、電壓恆為6V的電源...

問題詳情：

按圖所示的電路圖做“測量小燈泡的功率”的實驗．所用器材有：標有“3.8V”字樣的待測小電燈、電壓恆為6V的電源、標有“20Ω 1A”的滑動變阻器、電流表（量程為0～0.6A、0～3A）、電壓表（量程為0～3V、0～15V）、開關及導線若干．

（1）一學生按電路圖正確連接電路後，變化開關，將滑動變阻器的滑片移到最右端時，燈不亮，電壓表有較大的示數．經檢查，導線連接完好，則電路故障是　　．

（2）排除故障換用新元件後，閉合開關，觀察到燈閃亮一下後立即熄滅，該學生在*作過程中的不當之處是：　　．

（3）小明同學按電路圖正確連接電路後，閉合開關，從大到小調節滑動變阻器的阻值，並將正確*作下的電壓表和電流表的示數填入表中．

①通過上表數據，可算得小燈泡的額定功率為　　W，還可得出關於燈絲電阻的結論是：　　．②當小燈泡正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值為　　Ω（小數點後保留一位有效數字）．

（4）若電壓表的0～15V量程已損壞，只能使用0～3V量程，其它器材不變，如何測出小電燈的額定功率？

①在圖2方框中畫出測量電路圖；

②若小燈泡兩端最大可加4.5V電壓，為保*實驗時你所設計的測量電路中各元件的安全，參照小明的實驗數據，估算滑動變阻器接入電路的阻值範圍應為　　（計算結果取整數）．

【回答】

【考點】電功率的測量．

【分析】（1）根據電路圖可知，閉合開關，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，電路為燈泡的基本電路，根據燈泡的是否發光和電壓表的示數確定電路故障；

（2）開關閉合後，燈閃亮一下後立即熄滅，説明電路電流太大，電路電阻太小造成的，原因可能是閉合開關前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；

（3）①由表格數據讀出燈泡正常發光時的電流，由P=UI計算其額定功率；燈絲電阻隨温度的升高而增大

②由串聯電路特點和歐姆定律計算小燈泡正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值；

（4）①0～15V量程已損壞，而燈泡額定電壓為3.8V，超過電壓表的另一量程0～3V；電源電壓是6V，燈泡正常發光時，與燈泡串聯的滑動變阻器電壓為6V﹣3.8V=2.2V，小於電壓表量程0～3V，因此可以用電壓表測滑動變阻器電壓，以便間接測量燈泡電壓，據此作出電路圖；

②根據題意確定滑動變阻器兩端的最大電壓與最小電壓值，由串聯電路特點求出相應的燈泡電壓，由表中數據找出電壓所對應的電流，然後由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最大與最小阻值，然後確定其範圍．

【解答】解：（1）閉合開關，將滑動變阻器的滑片移到最右端時，電路為燈泡的基本電路，燈不亮，電壓表有較大的示數，説明電路故障為斷路，並且電壓表與電源兩極相連，故小電燈斷路；

（2）觀察到燈閃亮一下後立即熄滅，説明電路電流太大，電路電阻太小造成的，該學生在*作過程中的不當之處是：閉合開關前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；

（3）①由表中數據可知，燈泡電壓3.8V正常發光，此時通過的電流為0.30A，

所以燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；

由表中數據及R=可知，隨小電燈電壓的增大，通過的電流也增大，但電壓變化大於電流變化，所以小電燈電阻變大，這是因為：隨電壓增大、電流隨之增大，小電燈的實際功率P=UI也增大，燈的温度升高；由此可見：燈絲電阻隨温度的升高而增大；

②由串聯電路特點和歐姆定律計算小燈泡正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值：

R滑===≈7.3Ω；

（4）①電源、開關、滑動變阻器、燈泡、電流表組成串聯電路，電壓表並聯在滑動變阻器兩端，電路圖如圖所示；

②a、當電壓表示數為最大值3V時，小電燈兩端的電壓為6V﹣3V=3V，由表中數據知，電流為0.25A，此時滑動變阻器接入電路的阻值R滑1==12Ω；

b、當小電燈電壓為4.5V時，由表中數據知，電路電流為0.32A，此時滑動變阻器兩端電壓為6V﹣4.5V=1.5V，此時滑動變阻器接入電路的阻值R滑2=≈4.7Ω；

則滑動變阻器接入電路的阻值範圍是4.7Ω～12Ω；

故*為：（1）燈泡斷路；（2）滑動變阻器的阻值沒有調到最大；（3）①1.14；②燈泡的電阻隨温度的升高而增大③7.3；（4）①如圖；②4.7Ω～12Ω．

知識點：測量小燈泡的電功率

題型：實驗,探究題