Question

小明、小華和小紅三位同學各自進行“測定小燈泡電功率”的實驗．實驗中所用器材規(guī)格均相同，小燈標有“3.8V”字樣，滑動變阻器的規(guī)格“20Ω 2A”，電源電壓為6伏且保持不變．
（1）小明連接的電路如圖所示，圖中尚有一根導線未連接，請用筆線代替導線在圖中正確連接．要求：若將變阻器的滑片向左移動，閉合電鍵S后，能使它接入電路中的電阻最大．
（2）小華實驗步驟正確，閉合電鍵后，觀察到小燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，電流表的示數(shù)為0.3安，若電路中只有一處故障，且只發(fā)生在小燈L或變阻器R上，則電路中存在的故障可能是______．
（3）小紅正確連接電路，閉合電鍵后，移動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)無法精確測出小燈泡的額定功率，經(jīng)思考后她將電路圖略作調(diào)整，接著她移動變阻器的滑片，當觀察到電壓表的示數(shù)為______伏時，小燈正常發(fā)光．若此時變阻器的滑片恰好在中點上，求：小燈的額定功率．______（需在答題紙的相應位置寫出計算過程）

Answer 1

【答案】分析：（1）滑動變阻器按一上一下的原則與燈泡串聯(lián)，要使變阻器的滑片向左移動時接入電路中的電阻最大，則滑片應遠離右下方的接線柱．
（2）小燈泡不發(fā)光說明燈泡短路或電路中電流過小或電路某處斷路，電流表的示數(shù)為0.3安說明不可能斷路或電路中的電流過小．
（3）對電路進行的調(diào)整，實際是把電壓表與變阻器并聯(lián)．原因是電壓表的量程是0～3伏，而燈的額定電壓是3.8伏．所以要這樣調(diào)整．當電壓表的示數(shù)是2.2伏時燈正常發(fā)光．根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，然后利用P=UI即可求出燈的額定功率．
解答：解：（1）滑動變阻器的右下方接線柱與燈泡串聯(lián)，如下圖所示：

（2）小燈泡不發(fā)光說明燈泡短路或燈泡斷路或滑動變阻器斷路，電流表的示數(shù)為0.3安說明燈泡不可能斷路、滑動變阻器不可能斷路，故電路中存在的故障可能是小燈泡短路．
（3）因為電壓表所選的量程是0～3V，而燈的額定電壓是3.8V．所以對電路進行的調(diào)整，把電壓表與變阻器并聯(lián)．
當電壓表的示數(shù)是2.2V時燈正常發(fā)光．此時U_L=U-U_變=6V-2.2V=3.8V．
因為此時變阻器只接入10Ω電阻，所以此時串聯(lián)電路中電流是：
I===0.22A，
所以燈的額定功率P_L=U_LI=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）小燈泡短路；（3）0.836W．
點評：本實驗題涉及滑動變阻器的正確連接、實物圖的連接、電路故障的判斷、電功率的計算和歐姆定律的應用知識點，等綜合性較強；（3）中對電路進行的調(diào)整（因為電壓表所選的量程是0～3伏，而燈的額定電壓是3.8伏．所以把電壓表與變阻器并聯(lián)），這是個難點，其它兩小題都比較容易．