Question

在用电流表、电压表测小灯泡额定功率的实验时，灯泡上标有“3.4V”字样，小红设计了实验电路图，如图甲所示，并连接了部分实验电路，如图乙所示．
（1）请帮助小红完成实验电路的连接

（2）连接完实验电路后，小红闭合开关，发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近于电源电压，请帮助小红分析电路出故障的原因：

 

．
（3）排除故障后，小红调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，读数为

 

A，则小灯泡的额定功率为

 

W，正常工作时的电阻为

 

Ω．
（4）假若电压表15V量程损坏，3V量程能正常使用，电源电压为6V且稳定不变，仍利用现有的器材完成实验，你认为如何操作

 

．
（5）若将小灯泡换成螺线管，则当滑片P向左滑动时，它能够吸起大头针的数量将

 

．

Answer 1

分析：（1）电压表与灯泡并联，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程；滑动变阻器与灯泡串联，且要接一上一下的原则连接；
（2）灯泡不亮、电流表无示数，则电路某处断路，电压表接近于电源电压，则电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（3）根据电流表的量程、分度值和指针的位置读出电流表的示数，然后根据P=UI计算出灯泡的额定功率，利用R=

U

I

求出小灯泡正常发光的电阻；
（4）当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为3.4V，则滑动变阻器两端的电压为6V-3.4V=2.6V，若电压表的大量程损坏，可将电压表与滑动变阻器并联；
（5）螺线管产生磁场的强弱与线圈匝数和电流大小有关，根据滑片移动的方向确定螺线管中电流的变化，进一步判断吸引大头针数量的变化．

解答：解：（1）将电压表与灯泡并联，灯泡的额定电压为3.4V，所以电压表应选择0～15V的量程；滑动变阻器与灯泡串联，已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：

（2）灯泡不亮、电流表无示数，说明电路某处断路，电压表有示数且接近于电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，故灯泡断路；
（3）由图丙知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.3A；小灯泡的额定功率：P=UI=3.4V×0.3A=1.02W；小灯泡正常发光时的电阻：R=

U

I

=

3.4V

0.3A

=11.33Ω；
（4）当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为3.4V，则滑动变阻器两端的电压为6V-3.4V=2.6V，此时可将电压表与滑动变阻器并联，当电压表示数为2.6V时，灯泡正常发光；
（5）根据实物图可知，如果将小灯泡换成螺线管，则当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，螺线管产生的磁场变强，故螺线管吸引大头针的数目增多．
故答案为：（2）灯泡断路；（3）0.3；1.02；11.33；（4）将电压表与滑动变阻器并联，使电压表的示数为2.6V；（5）增多．

点评：本题考查了电压表和滑动变阻器的正确连接、电流表的读数、电路故障的判断、欧姆定律的应用、电功率的计算以及影响螺线管磁场的因素，出现电压表的量程损坏问题如何处理，这几个问题是比较典型的类型习题，一定要掌握．