Question

小李同学要测定一个标有3.8V的小灯泡的额定功率，估计小灯泡电阻约为
10Ω．现有电压表、电流表、开关各一个，三个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”和“1KΩ 0.1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（8V）一个．
（1）小李设计了如图（甲）所示的电路图，通过分析你认为小李应选用规格为______的滑动变阻器．
（2）请你根据图甲所示的电路图，以笔画线代替导线，将图乙中的器材连成实验电路．

（3）小李正确选择了滑动变阻器，按图甲所示的电路图连接好电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，移动滑动变阻器滑片，电压表示数不变（示数不为零）．产生这种现象的原因是______．
（4）小李排除故障后，移动滑片P，当电压表示数为3.8V时，电流表示数如图丙所示，通过小灯泡的电流是______A，小灯泡的电功率是______W．此时滑动变阻器连入电路的电阻约为______Ω．

Answer

（1）判断滑动变阻器的使用规格，同时要考虑滑动变阻器的电阻和允许通过的最大电流．
滑动变阻器与灯泡串联，灯泡电流大约为R===0.38A．
滑动变阻器电阻大约为R'===11.1Ω．
据此确定滑动变阻器电阻．
 （2）从电源正极开始，按照电流方向，依次串联各元件，电压表并联在灯泡两端，
连接过程中注意电压表、电流表量程和滑动变阻器接线柱的选择：
灯泡额定电压为3.8V，电压表选择0～15V量程．
灯泡电流大约为0.38A，电流表选择0～0.6A量程．
滑动变阻器把左半段接入电路，滑动变阻器选择左下端接线柱，上面任意选择．
（3）灯泡不亮，电流表无示数，灯泡可能短路或断路．
灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联联在电路中，电压表测量电源电压；
灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0．
（4）电流表的读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数．
知道电压和电流，根据P=UI，计算额定功率． 根据R=计算电阻．
【解析】
（1）电路电流最大约为IL===0.38A，
“1KΩ  0.1A”的滑动变阻器电流太小不适合．
灯泡常工作时，滑动变阻器电压为：U'=U-U2=8V-3.8V=4.2V，
滑动变阻器电阻为：R'===11.1Ω，
“10Ω  1A”的电阻太小，不能满足实验需要，
故选择“50Ω  0.5A”滑动变阻器．
（2）灯泡额定电压为3.8V，电压表选择0～15V，
灯泡额定电流约为0.38A，电流表选择0～0.6A，
根据电路图，滑动变阻器选择左下端接线柱，上面任意选择，
从电源正极开始，依次连接电流表、滑动变阻器、灯泡、开关到电源负极，电压表并联在灯泡两端．如图．

（3）闭合开关，灯泡不亮，电流表无示数，电路断路，移动滑片，电压表示数不为0且不变，相当于电压表并联在电源两端，测电源电压，所以灯泡断路．
（4）电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.34A．
小灯泡的功率：P=UI=3.8V×0.34A=1.29W．
小灯泡的电阻：R===11.18Ω．   
故答案为：（1）50Ω 0.5A；（2）电路图如上图所示；
（3）灯泡处断开；
（4）0.34A；1.29；11.18．