Question

9．在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們用電壓表、電流表、開關(guān)、電壓為4.5V的電源、額定電壓為3.8V的小燈泡和標(biāo)有“20Ω 1.5A”的滑動(dòng)變阻器，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖（小燈泡的燈絲電阻約為10Ω）．

（1）請(qǐng)你按圖甲的電路圖，在圖乙的實(shí)物電路中，用筆畫線代替導(dǎo)線，將電流表正確連入電路（連線不得交叉）．
（2）若電流表正確接入圖乙電路，閉合開關(guān)前，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)電路有一處錯(cuò)誤，這個(gè)錯(cuò)誤是滑動(dòng)變阻器將下面兩個(gè)接線柱接入了電路．改正錯(cuò)誤后，閉合開關(guān)，將變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，則變阻器接入電路的接線柱是BC（選填“AD”或“BC”）．
（3）測(cè)量過程中，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為1.52W．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，若將電壓表和電流表互換位置，閉合開關(guān)后，小燈泡不亮（選填“亮”或“不亮”），這時(shí)電壓表的示數(shù)約為4.5V．
（5）另一組同學(xué)按圖甲電路圖連接好最后一根導(dǎo)線時(shí)，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)電路連接正確，請(qǐng)你找出實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處：
①用導(dǎo)線連接電路前，開關(guān)沒有斷開；②開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片沒有移到阻值最大處．
（6）實(shí)驗(yàn)完成后同學(xué)們上網(wǎng)查閱資料發(fā)現(xiàn)，在相同的額定電壓下工作時(shí)，LED燈比小燈泡亮，經(jīng)研究得知，是因?yàn)長(zhǎng)ED燈工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為光 能的效率比小燈泡高．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值，據(jù)此選擇電流表的量程；然后將電流表與燈泡和開關(guān)串聯(lián)連接；
（2）根據(jù)滑動(dòng)變阻器一上一下的原則接線分析實(shí)物圖中的連接錯(cuò)誤；
閉合開關(guān)，將變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，說明滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，故將滑動(dòng)變阻器的右下接線柱接入電路；
（3）當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）電壓表與電流表互換，即：電流表與燈泡并聯(lián)，電壓表串聯(lián)接入電路，由于電壓表內(nèi)阻很大，理想電壓表內(nèi)阻為無窮大，電壓表串聯(lián)在電路相當(dāng)于電路斷路，電路中沒有電流，燈泡不發(fā)光，但電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連．
（5）連接實(shí)物電路時(shí)，為保護(hù)電路，注意兩點(diǎn)：一是開關(guān)要斷開；二是滑動(dòng)變阻器的滑片要移到最大阻值處．
（6）LED燈與小燈泡工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為光能．

解答 解：（1）燈泡的額定電流大約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A；將燈泡、電流表以及開關(guān)串聯(lián)連接，如下圖所示：

（2）滑動(dòng)變阻器需按一上一下的原則接線，因此滑動(dòng)變阻器接線錯(cuò)誤，即滑動(dòng)變阻器將下面兩個(gè)接線柱接入了電路；
閉合開關(guān)，將變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大，說明滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，故將滑動(dòng)變阻器接入電路的接線柱是BC或BD；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，則燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）電壓表和電流表位置互換，電壓表串聯(lián)接入電路，電路斷路，電路中沒有電流流過，燈泡不發(fā)光；
由于電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，所以電壓表示數(shù)為4.5V；
（5）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明在連接電路過程中開關(guān)沒有斷開；發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明電路中的電流太大了，把燈絲燒斷了，這是由于滑動(dòng)變阻器的滑片沒有移到最大阻值處造成的；
（6）LED燈與小燈泡工作時(shí)都把電能轉(zhuǎn)化為光能．
故答案為：（1）如上圖；（2）滑動(dòng)變阻器將下面兩個(gè)接線柱接入了電路；BC；
（3）3.8；1.52；
（4）不亮；4.5；
（5）①用導(dǎo)線連接電路前，開關(guān)沒有斷開；②開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片沒有移到阻值最大處；
（6）電能；光．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、實(shí)驗(yàn)電路分析等問題，連接電路圖時(shí)注意電表量程的選擇；這些也是電學(xué)實(shí)驗(yàn)�？嫉膬�(nèi)容，應(yīng)在平時(shí)注意練習(xí)．