Question

12．小明同学在做“测定小灯泡的电功率”的实验时，他正确连接了电路，其中电源电压为4.5伏且保持不变，小灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器上标有“25Ω  lA”的字样．实验时，小明操作步骤正确，但闭合电键后发现小灯泡不亮．小明猜想可能是：A、小灯泡断路了；B、小灯泡短路了；C、滑动变阻器断路了．
①小明想借助电路中的电流表和电压表验证自己的猜想，请你帮助小明完成如表的填写．

猜 想	电流表示数（A）	电压表示数（V）
如果A成立
如果B成立
如果C成立

②经过验证后，小明排除故障继续实验．他发现利用电压表0～15V量程无法实现精确测量，于是重新设计并连接电路进行实验，当他调节滑片P的位置，使电压表示数达到2.2伏时，说明小灯泡正常发光，此时电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为1.14瓦．

Answer 1

分析 （1）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路或电路电流太小；
灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；
灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0；
滑动变阻器断路，整个电路都处于断开状态，灯泡不亮，电压表和电流表都没有示数．
（2）利用电压表0～15V量程无法实现精确测量，小明想测出小灯泡的额定功率，将电压表并联在滑动变阻器两端即可．
根据串联分压的规律，根据灯泡的额定电压是3.8V，那么此时滑动变阻器两端的电压为：总电压-灯泡两端电压．
根据图中所示，电流表所选量程为：0～0.6A，其分度值为：0.02A，由指针所中位置即可读数，然后利用P=UI即可求出小灯泡的额定功率．

解答 解：（1）如果A成立，即灯丝断了，电路断路，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压，电压表示数等于电源电压为4.5V；
如果B成立，即灯丝短路了，电路中有电流，I=$\frac{U}{R}$=$\frac{4.5V}{25Ω}$=0.18A，电压表也被短路，故示数为0；
如果C成立，即滑动变阻器断路，电路开路，电路无电流，电流表示数为0，灯泡中无电流，灯泡两端无电压，电压表示数为0；见下表：

猜 想	电流表示数（A）	电压表示数（V）
如果A成立	0	4.5
如果B成立	0.18	0
如果C成立	0	0

（2）电压表0～15V量程无法实现精确测量，将电压表并联在滑动变阻器两端仍然可以测出小灯泡的额定功率，如下图所示：

根据串联分压的规律，根据灯泡的额定电压U₁=3.8V，电源电压是U=6V．
则：U₂=U-U₁=6V-3.8V=2.2V，
根据图中所示，电流表所选量程为：0～0.6A，其分度值为：0.02A，由指针所中位置可知I₁=0.3A，
P=U₁I₁=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案为：（1）见上图；（2）2.2；1.14．

点评 本题是测定小灯泡电功率的实验，考查了电表的读数，故障问题，功率计算，关键是掌握断路和短路的特点．