试题

某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V  0～15V）、滑动变阻器R（10Ω  0.5A），开关各一只，导线若干．同学们设计的电路如图所示：
（1）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：

故 障 现 象	检    测	故 障 原 因
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数	取下灯泡，两表的示数不变
灯泡较暗、两表的示数均较小	移动滑动变阻器滑片，现象不变

（2）下表为某小组的实验记录分析表：

次序	电压表示数/V	电流表示数/A	功率/W	额定功率/W
1	3.0	0.36	1.08	P额= 1.08+1.52+1.89 3 =1.50
2	3.8	0.40	1.52
3	4.5	0.42	1.89

老师认为该小组数据处理过程有误，原因是，你认为正确测量结果P_额=W．
（3）请根据电路图1完成实物图2的连接．

（4）如果电压表坏了，另给一个定值电阻和二个开关，请在上面图3的虚线框里画一个能测出小灯泡额定功率的电路图．

解：（1）①灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数，取下灯泡，两表的示数不变，故障原因是：灯泡断路；
②灯泡较暗、两表的示数均较小，移动滑动变阻器滑片，现象不变，故障原因是：滑动变阻器同时接到下面两个接线柱；
（2）不同电压下灯泡的功率不同，灯泡在额定电压下的功率是灯泡的额定功率，取灯泡在不同电压下功率的平均值作为灯泡的额定功率是错误的．由表知，电压为额定电压3.8V时的功率是1.52W，即：额定功率是1.52W；
（3）灯泡额定电压是3.8V，电压表选择0～15V量程，灯泡正常发光时，电路电流约为I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A，电流表选0～0.6A量程，灯泡、电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路如图所示：
；
（4）电路如图所示：

闭合S₁，断开S₂，调节滑动变阻器使电流表的示数为I₁=

3.8V

R0

，此时灯泡正常发光，保持滑动变阻器的阻值不变，闭合S₂，断开S₁，读出此时电流表的示数，为干路电流I₂，则可计算出通过灯泡的电流I=I₂-I₁，根据P=UI计算出灯泡的额定功率．
故答案为：（1）

故 障 现 象	检    测	故 障 原 因
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数	取下灯泡，两表的示数不变	灯泡断路
灯泡较暗、两表的示数均较小	移动滑动变阻器滑片，现象不变	滑动变阻器同时接下面两个接线柱

（2）把功率的三个测量值的平均值当做额定功率；1.52；（3）电路如上图所示；（4）见上图．