试题

小明按如图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验．实验室可提供下列器材：
A．电流表   B．电压表   C．滑动变阻器R（阻值0·20Ω）
D．电阻为6Ω的待测灯泡L（电阻不随温度变化）
E．电源E（电压4.5V并保持不变）   F．开关S及导线若干
（1）请你用笔画线代替导线将电路连接完整（导线不得交叉）；（2分）

（2）在连接电路时开关应，滑动变阻器的滑片应放在（选填“A”或“B”）端；
（3）根据电路图和实验室提供的器材，可判断出：实验时通过灯泡的最小电流为A；
（4）若小明所选电压表的量程为0·3V、电流表的量程为0·0.6A，实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一，则测出的灯泡的功率范围只能是．
（5）排除故障后，小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格．你认为这张表格的设计是（正确/错误）的．

次数	U/V	I/A	P/W	平均值P/W
1
2
3

解：（1）电压表与灯泡并联，由电路图可知其量程为0～3V，所以灯泡两端的最大电压为3V；
根据欧姆定律可得灯泡的最大电流为

3V

6Ω

=0.5A＜0.6A，所以电流表的量程为0～0.6A；
滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；如下图所示：

（2）为防止发生短路现象烧坏电路原件，连接电路时，开关应处于断开状态；
闭合开关前，应使滑动变阻器的阻值处于最大阻值B端．
（3）当滑动变阻器的滑片P位于B端时，电路电阻最大为：R=R'+R_L=6Ω+20Ω=26Ω，
所以电路最小电流为：I=

U

R

=

4.5V

26Ω

≈0.173A．
（4）当灯泡两端电压为1V时（

1

3

量程），灯泡电流为：I₁=

U1

RL

=

1V

6Ω

≈0.16A＜0.2A（

1

3

量程），不符合题意．
当灯泡中的电流为0.2A时（

1

3

量程），灯泡电流为U₁′=I₁′R_L=0.2A×6Ω=1.2V＞1V（

1

3

量程），符合题意，
所以，0.2A为灯泡的最小电流，
灯泡的最小功率为：P₁=U₁′I₁′=1.2V×0.2A=0.24W．
当灯泡中的电流为0.6A时（满量程），灯泡电压为：U₂′=I₂′R_L=0.6A×6Ω=3.6V＞3V（满量程），不符合题意．
当灯泡中的电压为3V时（满量程），灯泡电流为：I₂=

U2

RL

=

3V

6Ω

=0.5A＜0.6A（满量程），
所以3V为灯泡的最大电压，
灯泡的最大功率为：P₂=U₂I₂=3V×0.5A=1.5W．
故灯泡的功率范围为0.24W～1.5W．   
（5）灯泡电压增大，电流增大，功率增大，设计功率的平均值一栏是错误的．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）断开；B；
（3）0.173；
（4）0.24W～1.5W；
（5）错误．