Question

張宏同學做“測小燈泡的額定功率”實驗時，己知小燈泡的額定電壓是3.8伏，其中電源是三節(jié)新的干電池，燈絲電阻大于10Ω，滑動變阻器上標有“10Ω 1A“字樣．
（1）如圖所示是張宏連接的不完整的實驗電路，請你幫他將圖中未連接部分連接好．要求：電流表選擇合適的量程，滑動變阻器的滑片向右移動時連入電路的阻值減小．
（2）當張宏同學閉合電路的開關時，電路中可能出現一些不正常現象，請你根據出現的現象，幫助他找出錯誤的原因，并按要求填寫在下列橫線上：
第一種：小燈泡較暗，滑動變阻器滑片移動時不能改變小燈泡的亮暗程度，可能在連接電路時把滑動變阻器的______（選填“AB”或“CD”）兩端點連入了電路中．
第二種：小燈泡不亮，電流表示數為零，電壓表示數為4.5V，可能是小燈泡處______（選填“短路”或“斷路”）．
第三種：小燈泡不亮，電流表示數為0.45A，電壓表示數為0，可能是小燈泡處______（選填“短路”或“斷路”）．
（3）在正確連接電路并調節(jié)滑動變阻器使小燈泡在額定電壓下正常發(fā)光時，電流表示數如圖所示，其讀數為______A，則小燈泡的額定功率是______W．

（4）在實驗中為了能得到比較準確的小燈泡的額定功率，張宏改變接入電路的滑動變阻器的阻值，分別得到三組數據，算出三個電功率值，再求平均值，你認為這樣做合理嗎？為什么？

Answer 1

【答案】分析：（1）燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)．
由燈泡的額定電壓和電阻求電流，來確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯(lián)．
注意電壓表和電流表的正負接線柱．
滑動變阻器選擇一上一下接線柱串聯(lián)在電路中．
（2）對于故障問題，在連接好電路，剛剛閉合開關時，燈泡不亮，可能是電流太小，可能是燈泡斷路或短路．
先通過移動滑動變阻器滑片判斷是通路還是故障，再由電流表示數判斷是短路還是斷路，再由電壓表判斷故障的具體位置．
（3）電流表的讀數：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少．
知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據P=UI計算額定功率．
（4）燈泡兩端的電壓不同，燈泡的功率不同．只有在額定電壓下的功率才是額定功率，計算功率的平均值做額定功率是錯誤的．
解答：解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)．
電路電流約為：I===0.38A＜0.6A，所以電流表使用0～0.6A量程．
電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．
滑動變阻器已經選擇下面接線柱，任意選擇上面一個接線柱串聯(lián)在電路中．如圖．

（2）第一種：小燈泡較暗，電路電流比較小，電路電阻比較大，滑動變阻器滑片移動時不能改變小燈泡的亮暗程度，把滑動變阻器的AB兩端點連入了電路中．
第二種：燈泡不亮，電流表示數為零，電路斷路，電壓表示數等于電源電壓，電壓表串聯(lián)在電路中，燈泡斷路．
第三種：燈泡不亮，電流表示數為0.45A，電路通路，電壓表示數為0，電壓表測量導線的電壓，燈泡短路．
（3）電流表使用的0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.34A．
P=UI=3.8V×0.34A=1.292W．
（4）燈泡的額定功率是燈泡在額定電壓下的功率，當滑動變阻器阻值變化時，燈泡兩端的電壓也變化，功率也變化，計算實際功率的平均值為額定功率是錯誤的．
故答案為：（1）如圖；（2）AB；斷路；短路；（3）0.34；1.292；（4）不合理．燈泡的額定功率是燈泡在額定電壓下的功率，計算實際功率的平均值為額定功率是錯誤的．
點評：（1）補全實物連接圖時，主要考慮電壓表、電流表、滑動變阻器：
電壓表量程根據燈泡的額定電壓或電源電壓最小值來確定，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端．
根據燈泡的額定電壓和電阻，或根據燈泡的額定電壓和額定功率，來判斷電流表的量程，電流表串聯(lián)在電路中．
滑動變阻器有4個接線柱，選擇一上一下接線柱接入電路，使滑動變阻器串聯(lián)在電路中．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓；
燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數增大，電壓表測量導線電壓，示數為0．
燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態(tài)，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數．