Question

用伏安法测定额定电压为3.8V小灯定功率．电源电压为6V，灯泡电阻约为8Ω．
（1）试验器材______，原理______．
（2）请在下面的方框中画出实验电路图．  
（3）根据实验电路图连接试验器材．要求：滑片P右移时灯变亮．
（4）根据电路图连接试验器材时，开关应该检查电路无误再______．
（5）开关闭合之前，滑动变阻器的滑片应位于______端（左、右），滑动变阻器的作用是______．
（6）小刚合理地连接好电路，闭合开关，出现以下故障，请分析故障产生的原因．
故障 1：开关闭合，灯不亮，电流表有示数，电压表示数为0 原因是______．
故障 2：开关闭合，灯不亮，电压表有示数约为6V，电流表示数为0原因是______．
故障 3：开关闭合，灯较亮，无论怎样移动滑片P，灯泡亮度都不变，一会儿灯泡熄灭．原因是______．
故障 4：开关闭合，灯较暗，无论怎样移动滑片P，灯泡亮度都不变，原因是______．
（7）开关闭合后，电压表示数为2.5V，要使小灯泡正常发光，则应将滑片向______端（左、右）移动，使电压表示数为______此时电流表的示数如图所示，通过小灯泡的电流为______A；
（8）小灯泡的额定功率为______W．小灯泡正常发光时灯丝电阻是______．

Answer

（1）伏安法测灯泡电功率，需要用电流表测电流，用电压表测灯泡电压，用滑动变阻器保护电路，使灯泡电压等于额定电压，根据分析选择实验器材；测功率的远离了是，电功率公式P=UI．
（2）伏安法测灯泡电功率、电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联，电压表与灯泡并联，据此作出电路图．
（3）根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流确定电流表的量程，根据实验电路图连接实物电路图．
（4）连接电路时，开关应断开，连接完电路，检查无误后，再闭合开关．
（5）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，根据电路图确定滑片的位置；滑动变阻器在电路中可以保护电路，可以改变灯泡两端电压．
（6）常见的电路故障有：电路断路，或电路短路，或滑动变阻器连接错误，根据电路故障现象，分析电路故障原因．
（7）电压表示数小于灯泡额定电压，应移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使灯泡电压增大，当灯泡电压增大到额定电压时，灯泡正常发光；由图示电流表确定电流表量程与分度值，然后读出电流表示数．
（8）由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率，由欧姆定律可以求出灯泡正常工作时的电阻．
【解析】
（1）伏安法测灯泡电功率的实验，需要的实验器材有：电源、待测灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；实验原理是电功率公式：P=UI．
（2）伏安法测灯泡电功率的实验电路图，如图甲所示．
（3）灯泡额定电压是3.8V，电压表应选0～15V量程，灯泡正常发光时的电流I===0.475A，电流表选0～0.6A量程；滑动变阻器用右半段电阻丝时，滑片P右移灯变亮；根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图乙所示．
（4）根据电路图连接试验器材时，开关应断开，检查电路无误再闭合开关．
（5）由实物电路图可知，开关闭合之前，滑动变阻器的滑片应位于左端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；滑动变阻器的作用是：保护电路，使灯泡电压等于额定电压．
（6）灯泡不亮，可能是由灯泡断路，或灯泡短路，或灯泡之外电路存在断路造成的；
①开关闭合，灯不亮，电流表有示数，说明电路不存在断路，电压表示数为0，可能是灯泡短路，或电压表并联之外电路断路造成的，综合分析可知，电路故障是：灯泡短路；
②开关闭合，灯不亮，电流表示数为零，说明电路存在断路，电压表有示数，接近电源电压6V，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路，则断路位置是与电压表并联的灯泡，即电路故障是灯泡断路．
③开关闭合，灯较亮，说明电路电流较大，电路电阻较小；无论怎样移动滑片P，灯泡亮度都不变，说明滑动变阻器不能改变电路电阻，这是应为滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器被短路造成的．
④开关闭合，灯较暗，说明电路电流较小，电路电阻较大，无论怎样移动滑片P，灯泡亮度都不变，说明滑动变阻器不能改变电路电阻，综合分析可知，这是由于滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器阻值全都接入电路造成的．
（7）电压表示数为2.5V，要使小灯泡正常发光，应将滑片向右移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使灯泡两端电压变大，知道电压表示数等于灯泡额定电压3.8V为止；由图示电流表可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.5A．
（7）灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.5A=1.9W；∵I=，∴灯泡正常发光时的电阻R===7.6Ω．
故答案为：（1）电源、待测灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；P=UI；
（2）实验电路图如图甲所示；（3）实物电路图如图乙所示；（4）闭合开关；
（5）左；保护电路，使灯泡电压等于额定电压；（6）灯泡短路；灯泡断路；
滑动变阻器同时接上面两个接线柱；滑动变阻器同时接下面两个接线柱；
（7）右；3.8V；0.5；（7）1.9；7.6Ω．