Question

小宏同學做“測小燈泡的額定功率”實驗時，現有電源（恒為6V），電流表（0～0.6A，0～3A），電壓表（0～3V，0～15V），標有“10Ω1A”字樣的滑動變阻器，己知小燈泡的額定電壓是3.8伏，燈絲電阻大于10Ω．
（1）如圖所示是不完整的實驗電路，請你幫他將圖中未畫出的部分畫好．
（2）為了提高測量的準確性，電流表的量程應選________，電壓表的量程應選________．
（3）實驗時發現電壓表示數為2V，為測額定功率應將滑動變阻器滑片P向________（左或右）移動，使電壓表示數為________V．
（4）若小宏同學閉合電路的開關時，電路中出現一些不正�，F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“金屬棒”或“電阻絲”）兩端點連入了電路中．

次數	1	2	3	4
U/V	2.0	2.5	3.0	3.8
I/A	0.18	0.21	0.23	0.28
亮度	暗→亮

第二種：小燈泡不亮，電流表示數為零，電壓表示數為6V，可能是小燈泡處________（選填“短路”或“斷路”）．
（5）實驗所得數據如表所示，除了從表格中能直接得到的有關變化規律外，你還能通過表格數據分析出什么規律（只要答出一個即可）________．

Answer 1

解：（1）使燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表并聯在燈泡兩端，電流表串聯在電路中；如圖所示：

（2）因為小燈泡的額定電壓是3.8伏，燈絲電阻大于10Ω，所以通過燈泡的電流：I===0.38A，故電壓表選大量程0～15V，電流表選用小量程0～0.6A；
（3）燈泡電壓為V，小于額定電壓3.8V，故應增大L兩端的電壓；因兩電阻串聯，L為定值電阻，故可以通過減小滑動變阻器的接入電阻，而使電路中電流增大，從而增大L兩端的電壓；故滑片應向左移動；直到電壓表示數為3.8V為止；此時燈泡正常發光．
（4）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，把滑動變阻器的電阻絲連入了電路中．
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，電壓表串聯在電路中，燈泡斷路．
（5）由表中看出，隨著電壓的增大，電流增大，亮度增加，故電壓越大，電功率越大，亮度越大；
根據歐姆定律可求出它們的電阻，發現它們的電阻不同，可得如下規律：燈泡兩端的電壓（或通過的電流）越大，燈泡的（實際）電功率越大；
燈泡兩端的電壓（或通過的電流）越大，燈泡的電阻越大；
不同電壓（或電流）下，燈泡的電阻不同等．
故答案為：（1）0～15V；0～0.6A；（2）左；3.8；（4）電阻絲；斷路；（5）燈泡兩端的電壓（或通過的電流）越大，燈泡的電阻越大．
分析：（1）測量小燈泡電功率實驗實驗原理是用電壓表測量燈泡兩端電壓，電流表測量電路中的電流，因此使燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表并聯在燈泡兩端，電流表串聯在電路中．
（2）因為小燈泡的額定電壓是3.8伏，燈絲電阻大于10Ω，根據歐姆定律求出通過燈泡的電流得出電壓表和電流表的量程．
（3）若要使燈泡電壓增大，應使電路中電流增大，即應減小滑動變阻器的接入電阻，則可知滑片的移動方向．
（4）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．
（5）根據表格中已列出的電壓和電流，以及燈泡的亮度，可以推導電阻的變化，并探究問題．
點評：本題根據測量電功率的實驗考查了電路圖的連接、電流表及電壓表的使用、實驗操作中必須注意的現象及滑動變阻器的使用，實驗為物理考查的重點，應注意掌握實驗中的注意事項及實驗要求．