Question

10．某實驗小組的同學用“伏安法”測量小燈泡電功率，待測小燈泡額定電壓為3.8V，小燈泡的額定功率估計在1W左右．

（1）請用筆畫線代替導線，完成圖乙中實物電路的連接，連線時導線不能交叉．
（2）檢查電路連接無誤，閉合開關后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）故障排除后，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)為3.8V時，小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖甲所示，則燈泡的額定功率為1.216W．
（4）另一組的同學連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出實驗中兩個操作不當之處：
①連接電路時，開關未斷開；②閉合電路前，滑動變阻器沒有調(diào)到最大阻值處．

Answer 1

分析 （1）伏安法測燈泡功率，電流表與燈泡串聯(lián)測電路電流，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)保護電路，同時改變燈泡兩端電壓，開關串聯(lián)在電路中，控制電路的通斷，電壓表與燈泡并聯(lián)測燈泡電壓，根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電流確定電流表量程，據(jù)此連接電路圖．
（2）閉合開關，燈泡不亮，可能是燈泡短路、或燈泡斷路、或燈泡之外電路存在斷路；電流表指針不動，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡斷路．
（3）當燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，燈泡正常發(fā)光，由圖乙確定電流表量程與最小分度值，讀出電流表示數(shù)，由P=UI計算出電功率的值．
（4）連接電路時要斷開開關，滑片要置于最大阻值處．

解答 解：（1）將電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡額定為3.8V，電壓表選0～15V量程，
電流表與燈泡串聯(lián)，燈泡的額定電流大約為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{3.8V}$≈0.26A，所以選0～0.6A量程，實物電路圖如圖所示．
．
（2）閉合開關后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是燈泡斷路．
（3）小燈泡額定電壓為3.8V，當電壓表的示數(shù)為3.8V時，小燈泡正常發(fā)光；
電流表量程是0.6A，由圖甲可知，電流表最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.32A；
則P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
（4）連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)光，說明電路閉合，連接電路時沒有斷開開關；燈泡發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明電路電流太大，電路電阻太小，滑動變阻器滑片沒有置于最大阻值處．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）3.8；1.216；（4）①連接電路時，開關未斷開；②閉合電路前，滑動變阻器沒有調(diào)到最大阻值處．

點評 本題考查了電流表量程的選擇、連接實物電路圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)、求燈泡的額定功率等問題；
連接實物圖時應注意：①電壓表、電流表的正負極不要接反．②注意電壓表、電流表的量程不要接錯．
③滑動變阻器的分壓與限流接法，滑片移動時阻值的變化應符合題意要求．④作圖要美觀，連線不要交叉．