Question

某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1W 左右．
（1）请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接，连线时导线不能交叉．
（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是______．
（3）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为______V时，小灯泡正常发光时，电流表示数如图甲所示，则灯泡的额定功率为______W．
（4）另一组的同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：①______；②______．
（5）小组的其他同学设计了下列四个电路图，图中的电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U，且U＞U，定值电阻的阻值为R．在不改变电路连接的情况下，也能测出小灯泡额定功率的是______

Answer

（1）根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，把灯泡与电流表串联接入电路．
（2）常见的电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象判断电路故障原因．
（3）当电压表示数等于灯泡额定电压时，灯泡正常发光；由图甲所示电流表确定电流表分度值，读出电流表示数，由P=UI求出灯泡额定功率．
（4）连接电路时，应断开开关，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值．
（5）小灯泡的额定功率等于额定电压和额定电流的乘积，小灯泡的额定电压U0已知，关键是测出额定电流．可以不考虑S1和滑动变电阻的作用，假设都是闭合状态，分别分析每个电路的开关及电流表和电压表的关系，看哪一个电路图能测量出灯泡的额定电流．
【解析】
（1）∵P=UI，∴灯泡正常发光时的电流约为I==≈0.26A，则电流表应选择0～0.6A量程，把灯泡与电流表串联接入电路，电路图如图所示．
（2）灯泡不亮，电路存在断路或灯泡短路，电流表阻值几乎不动，说明电路存在断路，电压表示数接近电源电压，表面电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的灯泡断路．
（3）当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时，灯泡正常发光；电流表量程是
0～0.6A，由图甲所示电流表可知，其分度值为0.02A，其示数为0.32A，灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
（4）连接好最后一根导线，灯泡立即发光，说明电路是通路，连接电路时没有断开开关；灯泡发出明亮耀眼的光，说明灯泡实际功率很大，电路电流很大，电路电阻较小，连接电路时滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处．
（5）A、不论怎样闭合、断开各开关，都不能确定灯泡是否正常发光，故不能测出灯泡的额定功率；测出灯泡两端的电压，S2闭合S3断开时，电流表把灯泡短路，灯泡不发光；S2断开S3闭合时，电流表把电阻短路；两个都闭合或断开时，电流表均无示数．测不出灯泡的额定电流，该电路图不能选；
B、闭合开关S2，电压表上端为正接线柱，下端为负接线柱；只闭合开关S3，电压表上端为负接线柱，下端为正接线柱，又不能更改电路，所以其中有一次电压表接线柱一定接反，不能读出电压表示数，故不能测出灯泡的额定功率；
C、定值电阻R与灯泡串联流过它们的电流相等，开关处于2的位置时，电压表测量的是灯泡的两端电压，调节滑动变阻器使电压表示数等于灯泡的额定电压U；再将单刀双掷开关打到1时，电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U；则小灯泡的电流为I=，小灯泡的额定功率表达式是P=U．故该选项正确．
D、开关处于1的位置，电流表把灯泡和电阻短路，电流表测量滑动电阻的电流；开关处于2的位置，电流表把小灯泡短路，测量的是通过电阻的电流．测不出灯泡的额定电流，该电路图不能测出灯泡的额定功率．故选C．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）灯泡断路； （3）3.8；1.216；（4）连接电路时没有断开开关；滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处；（5）C．