Question

2．小輝研究小燈泡的亮度變化．他用如圖2所示實驗器材，小燈泡額定電壓為3.8V．

（l）按電路圖用筆畫線連接實物圖，要求滑動變阻器滑片向左移動，小燈泡變亮．
（2）閉合開關，小燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近6V．由此斷定電路故障是C
A．L 短路      B．R 短路      C．L 斷路     D．R 斷路
（3）小輝解決電路故障后，閉合開關，并移動滑動變阻器的滑片，記錄了多組小燈泡兩端的電壓及對應通過小燈泡的電流值，當使小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖3所示，請幫他讀出電流表的示數(shù)，并把表格補充完整．

電壓　U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
電流　I/A	0.18	0.2	0.22	0.25	0.28	0.3	0.32
電功率P/	0.18	0.3	0.44	0.625	0.84	1.14	1.28
燈泡發(fā)光情況	很暗------→暗----→正常發(fā)光→很亮

（4）小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的實際功率決定的．
（5）小燈泡正常發(fā)光時的電阻為12.7Ω．（保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表的量程，根據(jù)電路電流確定電流表量程，燈泡、電流表和開關串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)．
（2）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電路斷路，電源由2節(jié)干電池串聯(lián)組成，電壓為3V，電壓表示數(shù)與電源電壓相同，電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓，所以燈泡斷路；
（3）當電壓表示數(shù)為小燈泡額定電壓U時，燈泡正常發(fā)光；由電流表讀出電流值I，由公式P=UI求出小燈泡的功率；
（4）燈泡的亮度是由實際功率決定的．
（5）利用R=$\frac{U}{I}$求出燈泡電阻．

解答 解：（1）燈泡額定電壓是3.8V，電壓表選0～15V量程，電流表選0～0.6A量程，燈泡、電流表、開關、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，要求滑動變阻器滑片向左移動，小燈泡變亮，即滑動變阻器連入電路的電阻變小，所以則應將滑片左邊的電阻連入電路．如圖所示．

（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，由于電流表無示數(shù)，電路中沒有電流，則電路斷路；電壓表示數(shù)接近6V，是測量電源電壓，說明電壓表串聯(lián)在電路中，則斷路位置在與電壓表并聯(lián)是電路中，即燈泡L斷路；
燈泡L短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表測量導線電壓，示數(shù)為0．
燈泡L以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態(tài)，燈泡L不亮，電壓表和電流表都沒有示數(shù)；故選C；
（3）小燈泡正常發(fā)光時電壓為額定電壓U=3.8V，已知電流表量程是0～0.6A，由圖丙知電流表示數(shù)I=0.3A，則小燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（4）由表格數(shù)據(jù)可知：燈泡的亮度是由實際功率決定的．
（5）由I=$\frac{U}{R}$得：
燈泡正常發(fā)光時電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.3A}$≈12.7Ω．
故答案為：（1）如圖所示；（2）C；（3）0.3；1.14；（4）實際功率；（5）12.7．

點評 本題考查了實物圖的連接、電壓表量程的選擇和連接方法、滑動變阻器接線柱的選擇和連接方法、電流表讀數(shù)、功率計算、故障問題分析等，當電壓為額定電壓時，燈正常發(fā)光，功率為額定功率．