Question

伏安法测功率的实验中，有：“4.8V  Xw”的灯泡一只、学生电源、电压表（3V、15V）、电流表（0.6A、3A）、滑动变阻器、开关、导线、灯泡．且灯的功率大约是2w．要求：
（1）画出实验电路图．
（2）该实验中电压表选 ______量程，电流表选 ______量程．
（3）实验中滑动变阻器的作用：①______②______
（4）实验前开关应 ______，滑动变阻器线的滑片应处在 ______位置．
（5）写出实验中出现下列错误的原因．
①电流表指针反向偏转 ______．
②电压表指针偏转超过最大刻度值 ______．
③不论怎样移动滑动变阻器，灯亮度不变，且电压表读数等于电源电压 ______．

Answer

（1）根据伏安法测电功率的原理设计电路图；
（2）根据灯泡额定电压与3V的大小以确定电压表量程，根据灯泡额定电压和额定功率求出电流与0.6A比较以确定电流表量程；
（3）因为滑动变阻器与灯泡串联，通过改变变阻器接入电路中的阻值以改变电路中电流；
（4）为了保护电路，在接线过程中，开关应断开；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处；
（5）①根据电流表指针反偏可以判断电流表的接线柱接反了；
②根据电压表的指针超过满刻度判断电压表量程选小了；
③根据移动滑动变阻器的滑片，灯亮度不变，说明变阻器接法错误．
【解析】
（1）根据P=UI，要测灯泡的电功率，则应用电压表测灯泡的电压，用电流表测灯泡的电流；
（2）因为灯泡额定电压为4.8V＞3V，所以电压表应选用0～15V的量程，电路中最大电流约为I===0.42A＜0.6A，所以电流表应选用0～0.6A的量程； 
（3）滑动变阻器的电阻线是采用电阻率较大的合金制成的，所以变阻器的阻值相对而言较大，在电路中有保护电路的作用；同时滑动变阻器是通过改变其连入电路中电阻线的长度，以改变其连入电路中的电阻，从而改变电路中电流和电阻两端电压；
（4）①为了保护电路，在接线过程中，开关应断开，以避免因接线错误造成短路将电源烧坏；
②同理为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处；
（5）①电流表指针反向偏转，说明电流从其“-”接线柱流进，“+”接线柱流出，故电流表的“+”、“-”接线柱接反了；
②电压表指针偏转超过最大刻度值，说明电压表两端电压过大，超过电压表的量程；
③电压表读数等于电源电压且灯泡发光，说明变阻器接入电路的阻值为0．
故答案为：（1）

（2）0-15V、0-0.6A；
（3）①保护电路；②改变电路中的电流的大小和灯泡两端的电压；
（4）断开、电阻最大
（5）①电流表正负接线柱接反了；②电压表量程选小了；③变阻器同时连接上面两个接线柱