Question

8．小华用如图甲所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约1W，滑动变阻器标有“50Ω，1.5A”字样，电源电压恒为6V．
[设计实验与进行实验]
（1）请帮小华在图甲补画导线，使其成完整实验电路，要求：滑动变阻器的滑片
向右滑动时，灯泡变亮．
（2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大外，闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大，该电路故障可能是小灯泡短路．
（3）排除故障后，小华闭合开关并调节滑动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为1.14W．
（4）小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出，在调节滑片使灯正常发光时，电压表的示数很难准确达到3.8V，可能因此造成一定的测量误差，她认为可以在（3）中小华所做实验的基础上，对电路稍作改动，提高测量数据精确度．请帮小红补全测量步骤（补全步骤必须准确阐述接法和操作要点）：
a．断开开关，将电压表并联在滑动变阻器两端，并用“0-3V”量程；
b．闭合开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V，并读出此时电流表的示数．
[拓展]
小华同学还要探究电流与电阻的关系，于是将图中的小灯泡换成定值电阻，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑动变阻器的滑片向右滑动时，灯泡变亮，说明滑片右滑接入电路中电阻变小，即滑片右下方接线柱必须接入电路中；
（2）常见电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因；
（3）根据电流表的量程和分度值读出示数，利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表必须选择大量程，这样造成电压测量不精确，为了使测量误差更小，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，改接小量程，据此进行解答；根据串联电路特点与欧姆定律分析答题．

解答 解：（1）滑动变阻器的右下方接线柱接入电路中，滑片向右滑动时接入变小，灯泡两端分得的电压变大，实际功率变大，灯泡变亮，如下图所示：

（2）闭合开关，移动滑片，灯泡始终不亮，电路可能存在断路或灯泡发生短路，电流表指针偏转较大，说明电路不存在断路，电压表示数为0，则电压表被短路，即与电压表并联的灯泡发生短路；
（3）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，则灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（4）因小灯泡的额定电压3.8V大于3V，所以电压表必须选择大量程，这样造成电压测量不精确，为了使测量误差更小，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，改接小量程；
因为电源电压为6V，则变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V时，此时小灯泡恰好正常好光，
所以，补充的步骤为：
a．断开开关，将电压表并联在滑动变阻器的两端，电压表换用较小量程；
b．闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V，并读出此时电流表的示数；
c．计算出灯的额定功率．
电源电压为6V，电阻两端电压为2V，滑动变阻器分压为4V，是定值电阻两端电压的两倍，滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻阻值的两倍，滑动变阻器最大阻值为50Ω，因此定值电阻最大阻值为25Ω．
故答案为：
（1）如上图；（2）小灯泡短路；（3）1.14；（4）a．将电压表并联在滑动变阻器两端，并用“0-3V”量程；
 b．闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V；  25．

点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、实验注意事项、电表读数、求灯泡功率等问题，连接电路图时要注意电表量程的选择；对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．