Question

14．在測(cè)3.8V的小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明連接了如圖所示的電路，其中電源電壓為6V，
（1）在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)必須斷開(kāi)．若在連接電路時(shí)，有最大阻值分別為5Ω、10Ω兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇，則應(yīng)該選擇最大阻值為10Ω的變阻器連入電路，才能保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行．
（2）請(qǐng)將實(shí)物電路連接完整（要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈變亮）．
（3）小明合理地連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器燈泡都不亮．小明分析后發(fā)現(xiàn)是燈泡的故障．若電流表沒(méi)有示數(shù)，電表表有示數(shù)，可以判斷燈泡斷路；若電流表有示數(shù)，電壓表沒(méi)有示數(shù)，可以判斷燈泡短路．
（4）下表為某小組的實(shí)驗(yàn)記錄，老師認(rèn)為該小組數(shù)據(jù)處理過(guò)程有誤，你認(rèn)為錯(cuò)誤之處是求平均值作為額定功率，正確測(cè)量結(jié)果應(yīng)為P_額=1.9W．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	功率/W	額定功率/W
1	2.84	0.38	1.08	P額=$\frac{1.08+1.52+1.90}{3}$=1.50
2	3.62	0.42	1.52
3	3.80	0.50	1.90

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)必須處于斷開(kāi)狀態(tài)；計(jì)算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)，需要串聯(lián)的電阻值，根據(jù)這個(gè)電阻值選擇合適的滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓選擇電壓表的量程；使燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈變亮，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，故將A接線柱接入電路；
（3）當(dāng)燈泡斷路時(shí)，燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)；當(dāng)燈泡短路時(shí)，燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，據(jù)此分析故障原因；
（4）由于燈泡的實(shí)際功率不是定值，所以不能求平均值；當(dāng)燈泡在額定電壓下，燈泡正常工作時(shí)的實(shí)際功率等于燈泡的額定功率．

解答 解：（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)必須處于斷開(kāi)狀態(tài)；
當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A；
電路的總電阻為R_總=$\frac{6V}{0.38A}$≈15.8Ω，則變阻器連入的電阻為R=R_總-R=15.8Ω-10Ω=5.8Ω，所以選10Ω 的滑動(dòng)變阻器；
（2）已知燈泡的額定電壓為3.8V，因此電壓表的量程選擇0～15V；
使燈泡的右接線柱與滑動(dòng)變阻器的A接線柱相連，電壓表的15V接線柱與燈泡的右接線柱相連，如下圖所示：

（3）燈泡的故障，若電流表沒(méi)有示數(shù)，電壓表有示數(shù)，可以判斷燈泡斷路；若電流表有示數(shù)，電壓表沒(méi)有示數(shù)，可判斷燈泡短路；
（4）由于燈泡的實(shí)際功率不是定值，所以不能通過(guò)求平均值的方法來(lái)求功率，該小組數(shù)據(jù)處理過(guò)程是錯(cuò)誤的；
額定功率等于燈泡正常工作時(shí)的實(shí)際功率，即實(shí)際電壓為3.8V時(shí)的實(shí)際功率1.90W．
故答案為：
（1）斷開(kāi)；10；
（3）斷路；短路；
（4）求平均值作為額定功率；1.90．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、滑動(dòng)變阻器的選擇、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等，是實(shí)驗(yàn)的常考問(wèn)題，一定要掌握；連接實(shí)物電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意題目要求．