Question

【題目】小明按如圖所示的電路圖做“測(cè)量燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室可提供下列器材：

A．電流表

B．電壓表

C．滑動(dòng)變阻器R（阻值0～20Ω）

D．電阻為6Ω的待測(cè)燈泡L（電阻不隨溫度變化）

E．電源E（電壓4.5V并保持不變）

F．開關(guān)S及導(dǎo)線若干

（1）根據(jù)電路圖和實(shí)驗(yàn)室提供的器材，可判斷出：實(shí)驗(yàn)時(shí)通過燈泡的最小電流為______A；加在燈泡兩端的最大電壓為______V。

（2）若小明所選電壓表的量程為0～3V、電流表的量程為0～0.6A，實(shí)驗(yàn)要求測(cè)量時(shí)通過燈泡的電流至少為電流表滿刻度的三分之一，則測(cè)出的燈泡的功率范圍只能是______。

（3）小明按電路圖連接好電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于電路中某一處有故障，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)電壓表無示數(shù)。為查出電路故障，小明進(jìn)一步觀察并檢查電路，當(dāng)檢查到電源、開關(guān)、電壓表、電流表、導(dǎo)線及其連接都完好時(shí)，小明結(jié)合前面的觀察，就可判斷出電路的故障：如果小明觀察到電流表有示數(shù)，則故障是______；如果小明觀察到電流表無示數(shù)，則故障是______。

（4）排除故障后，小明繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄和處理時(shí)，他設(shè)計(jì)了如下表格。你認(rèn)為這張表格的設(shè)計(jì)是______（正確/錯(cuò)誤）的。

次數(shù)	U/V	I/A	P/W	平均值P/ W
1
2
3

Answer 1

【答案】0.173 4.5 0.24W ～ 1.5 W 燈泡短路 滑動(dòng)變阻器斷路
錯(cuò)誤

【解析】

(1)[1]當(dāng)滑片滑到最右端，電路電阻最大為

所以電路最小電流為

[2]滑片滑到最左端時(shí)，燈泡兩端電壓最大，等于電源電壓，燈泡電壓為4.5V。

(2)[3]當(dāng)燈泡兩端電壓為1V時(shí)(量程)，燈泡電流為

(量程)

不符合題意。

當(dāng)燈泡中的電流為0.2A時(shí)(量程)，燈泡電流為

(量程)

符合題意。

所以，0.2A 為燈泡的最小電流，所以燈泡最小功率為

當(dāng)燈泡中的電流為0.6A時(shí)(滿量程)，燈泡電壓為

(滿量程)

不符合題意。

當(dāng)燈泡中的電壓為3V時(shí)(滿量程)，燈泡電流

(滿量程)

所以3 V為燈泡的最大電壓，所以燈泡最大功率為

綜上，燈泡功率在0.24W~1.5 W。

(3)[4][5]經(jīng)檢查，電源、開關(guān)、電壓表、電流表。導(dǎo)線及其連接完好，故障在燈與滑動(dòng)變阻器上。

電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)時(shí)，電路短路，電壓表測(cè)導(dǎo)線電壓，燈泡短路。

電壓表無示數(shù)，電流表無示數(shù)時(shí)，電路斷路，電壓表并聯(lián)在以外的滑動(dòng)變阻器斷路，

(4)[6]燈泡電壓增大，電流增大，功率增大，設(shè)計(jì)功率的平均值一欄是錯(cuò)誤的。