Question

如图所示，是测量小灯泡电功率的实物元件图，其中电源是由三只蓄电池组成，小灯泡额定电压是3.8V，其灯丝电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω、1A”字样，电流表（0～0.6A、0～3A），电压表（0～3V、0～15V）．
（1）请用笔画线代替导线，把右图中的电路元件连接成实验电路．
（要求：滑片P向左移时灯变亮，且连线不得交叉）
（2）小刚合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，聪明的小刚猜想：
①可能灯丝断了
②可能是变阻器开路
③可能是小灯泡短路
④可能是电流表开路
请你借助电路中的电流表和电压表验证小刚的猜想，并将电流表、电压表相应示数填下表．

猜  想	电流表示数/A	电压表示数/V
如果①成立
如果②成立

（3）排除故障后，实际测量过程中小刚才发现电压表0～15V量程已损坏（另一量程完好），但他仍想利用现有器材测出小灯泡的额定功率，请你帮小刚重新设计新的电路图并画在下面的方框内．

（4）小刚按重新设计的电路图继续实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为______V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是______W．

Answer

（1）根据电压表、电流表、滑阻的接线原则和要求，把电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑片P向左移时灯变亮，因此滑动变阻器下面接线柱接左边的．
（2）根据电流表、电压表有无读数来判断电路错误时，要考虑电流表、电压表的连接方式和自身特点．电流表无示数说明电路断路，电压表有示数且接近电源电压，说明和电压表并联的用电器断路．
（3）可根据串联电路电压特点计算，若滑动变阻器与电压表并联时是否超过电压表的3v量程，若不超过可设计电压表与滑动变阻器并联的电路来完成灯泡额定功率的测量．
（4）根据设计的电路图可知：滑动变阻器的电压为2.2V时，灯泡电压为额定电压，正常发光，读出此时电流表示数，利用公式P=UI计算就可．
【解析】
（1）小灯泡和滑动变阻器串联，电流表与灯泡串联，电压表与小灯泡并联；电源由三只蓄电池组成，因此电源电压为2V×3=6V，由于小灯泡额定电压是3.8V，因此电压表选择0～15V量程；电源小灯泡的电阻10Ω，电路中的电流最大I===0.6A，所以电流表选择0～0.6A量程即可；滑片P向左移时灯变亮，说明电路中电流变大，总电阻变小，因此滑动变阻器接线柱下面必须选择左面的接线柱．
按要求连接实物如图：

（2）如果①成立，电路为断路，则电流为0，而电压表和灯泡并联，电压表的读数接近电源电压；
如果②成立，电路也是断路，电流为0，电流表示数为0，而电压表是和灯泡并联，电流在滑动变阻处断路，电流流不到电压表，故电压表示数也为0．
故答案为：如下表

猜  想 电流表示数/A 电压表示数/V
若①成立 6
若②成立

（3）三只蓄电池的电压为6V，当灯泡在额定电压下工作时，根据串联电路电压特点可知：滑动变阻器分担的电压为6V-3.8V=2.2V，没有超过电压表的3v量程，所以可设计电压表与滑阻串联的电路来完成灯泡额定功率的测量．电路如下图：

（4）电源为三只蓄电池电压为6V，根据串联电路电压特点可知：滑动变阻器电压为2.2V时，灯泡电压为额定电压3.8V，正常发光，此时读出电流表读数0.4A，则P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
故答案为：2.2、1.52．