Question

【題目】在測(cè)定“小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3．8V（正常發(fā)光時(shí)電阻約為20Ω），滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“50Ω 1A”字樣。如圖

（1）實(shí)驗(yàn)中，小王同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，且電壓表有明顯示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，則故障的原因可能是__________；

（2）故障排除后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一點(diǎn)，電壓表的示數(shù)為2V，要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向_________端滑動(dòng)（選填“左”或“右”）；

（3）小紅同學(xué)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束與同學(xué)討論時(shí)說(shuō)：“該實(shí)驗(yàn)電路也可以用來(lái)研究電流與電壓的關(guān)系”。小紅的說(shuō)法是否正確，為什么？ 、 。

（4）若電壓表的0～15Ｖ 量程已損壞，只能使用0～3Ｖ 量程，其它器材不變，如何測(cè)出小電燈的額定功率？在虛線框中畫(huà)出測(cè)量電路圖；

（5）若實(shí)驗(yàn)中電流表壞了，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，小明選用一個(gè)R0=15Ω的電阻，設(shè)計(jì)了如圖丁的電路及實(shí)驗(yàn)方案：

①調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為額定電壓；

②保持滑片位置不變，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，測(cè)出R0兩端的電壓U0，通過(guò)計(jì)算得到小燈泡的額定功率．指出他的設(shè)計(jì)方案中存在的兩個(gè)問(wèn)題： 問(wèn)題一： ；問(wèn)題二： ．

Answer 1

【答案】（1）燈泡斷路；（2）右；（3）不正確；燈絲電阻隨溫度的變化而變化；（4）

（5）R0的阻值太大，電壓表的示數(shù)無(wú)法調(diào)至3．8V；只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，電壓表的正負(fù)接線柱接反，無(wú)法測(cè)出R0兩端的電壓．

【解析】試題分析：（1）燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)說(shuō)明電路斷路，電壓表有示數(shù)說(shuō)明燈泡斷路；（2）由題意知，電壓表示數(shù)是2V＜3．8V，因此滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向右端移動(dòng)，減小滑動(dòng)變阻器接入電路阻值，減小分壓，增大燈泡分壓，直到電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓3．8V為止；（3）這個(gè)實(shí)驗(yàn)不能用來(lái)研究電流與電壓的關(guān)系，因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大，而電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，要控制電阻值大小不變．（4）電壓表大量程損壞，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，變阻器兩端的電壓為：U滑=6V-3．8V=2．2V，所以可將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，接線選用小量程，當(dāng)電壓表示數(shù)為2．2V時(shí)，可使燈泡正常工作；電路圖設(shè)計(jì)如下：

（5）由題意知，電源電壓約為3V，燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻約為8Ω，當(dāng)變阻器電阻為零時(shí)，設(shè)燈泡兩端的電壓為U，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)：，即，解得：U≈1．8V，所以無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，都不能使燈泡正常發(fā)光；保持滑片位置不變，只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，電壓表的正負(fù)接線柱接反，無(wú)法測(cè)出R0兩端的電壓．故答案為：（1）燈泡斷路；（2）右；（3）不正確；燈絲電阻隨溫度的變化而變化；（4）見(jiàn)上圖；（5）R0的阻值太大，電壓表的示數(shù)無(wú)法調(diào)至3．8V；只將電壓表的a點(diǎn)接線改接到c點(diǎn)，電壓表的正負(fù)接線柱接反，無(wú)法測(cè)出R0兩端的電壓．