Question

某班同学到实验室做“测定小灯泡的功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V  0～15V）、开关各一个，导线若干，滑动变阻器三只：R₁（5Ω 0.5A）、R₂（10Ω 0.5A）、R₃（500Ω  1A）．同学们设计的电路如图所示：

（1）电压表和电流表应选的量程分别为      ；

（2）滑动变阻器应选用      （选填“R₁”、“R₂”、“R₃”）；通过计算说明理由：

（3）实验电路接好后，闭合开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：

故障现象	检测	故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小	移动滑动变阻器滑片， 现象不变
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数	取下灯泡，两表的示数不变

（4）下表为某小组的实验记录分析表：

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A	功率/W	额定功率/W
1	3.0	0.36	1.08	P额==1.5
2	3.8	0.4	1.52
3	4.5	0.42	1.89

老师认为该小组的数据处理过程有错误，你认为错误之处是：      ．

Answer

（1）0～15V、0～0.6A；

（2）R2；

（3）滑动变阻器接下边两个接线柱了；灯泡处开路；

（4）取灯泡在不同电压下功率的平均值作为灯泡的额定功率．

【解析】

试题分析：（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程；根据额定电压下的电流确定电流表的量程；

（2）求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值，然后根据该阻值选择滑动变阻器．

（3）①灯泡较暗、两表的示数均较小，说明电路电阻太大；

移动滑动变阻器滑片，现象不变说明滑动变阻器不能改变电路电阻，即滑动变阻器全部接入电路；

②灯泡不亮，灯泡断路、或灯泡短路，或灯泡之外电路断路；

电流表无示数，说明电路存在断路；

电压表示数较大，说明电压表与电源两端连接，电压表并联电路之外不存在断路，综合分析可知电路故障原因；

故障现象

检测

故障原因

灯泡较暗、两表的示数均较小

移动滑动变阻器滑片，

现象不变

滑动变阻器接下边两个接线柱了

灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数

取下灯泡，两表的示数不变

灯泡断路

（4）不同电压下灯泡的功率不同，灯泡在额定电压下的功率是灯泡的额定功率，不能把不同电压下的功率的平均值作为额定功率；

【解析】
（1）灯泡额定电压是3.8V＞3V，因此电压表应选择0～15V量程；

灯泡正常发光时的电流约为I===0.38A，因此电流表应选择0～0.6A；

（2）灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V，

此时滑动变阻器接入电路的阻值为R==≈5.8Ω＞5Ω，

因此滑动变阻器应选R2（10Ω 0.5A）；

（3）①灯泡较暗、两表的示数均较小，说明电路电阻太大；移动滑动变阻器滑片，现象不变说明滑动变阻器不能改变电路电阻，即滑动变阻器接下边两个接线柱了．

②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数说明电路断路；取下灯泡，两表的示数不变说明灯泡断路．

故障现象

检测

故障原因

灯泡较暗、两表的示数均较小

移动滑动变阻器滑片，

现象不变

滑动变阻器全部接入电路

灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数

取下灯泡，两表的示数不变

灯泡断路

（4）不同电压下灯泡的功率不同，灯泡在额定电压下的功率是灯泡的额定功率，取灯泡在不同电压下功率的平均值作为灯泡的额定功率是错误的．由表知，电压为额定电压3.8V时的功率是1.52W，即：额定功率是1.52W；

故答案为：（1）0～15V、0～0.6A；

（2）R2；

（3）滑动变阻器接下边两个接线柱了；灯泡处开路；

（4）取灯泡在不同电压下功率的平均值作为灯泡的额定功率．

【点评】本题考查了电路故障分析、求灯泡的额定功率，是实验的常考内容，要熟练掌握．