Question

14．在测3.8V的小灯泡（电阻大约为10Ω左右）额定功率的实验时，小明连接了如图所示的电路，其中电源电压为6V，
（1）在连接电路时，开关必须断开．若在连接电路时，有最大阻值分别为5Ω、10Ω两个滑动变阻器可供选择，则应该选择最大阻值为10Ω的变阻器连入电路，才能保证实验顺利进行．
（2）请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮）．
（3）小明合理地连接好电路，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮．小明分析后发现是灯泡的故障．若电流表没有示数，电表表有示数，可以判断灯泡断路；若电流表有示数，电压表没有示数，可以判断灯泡短路．
（4）下表为某小组的实验记录，老师认为该小组数据处理过程有误，你认为错误之处是求平均值作为额定功率，正确测量结果应为P_额=1.9W．

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A	功率/W	额定功率/W
1	2.84	0.38	1.08	P额=$\frac{1.08+1.52+1.90}{3}$=1.50
2	3.62	0.42	1.52
3	3.80	0.50	1.90

Answer 1

分析 （1）连接电路时，开关必须处于断开状态；计算出小灯泡正常发光时，需要串联的电阻值，根据这个电阻值选择合适的滑动变阻器．
（2）根据灯泡的额定电压选择电压表的量程；使灯泡与滑动变阻器串联，电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故将A接线柱接入电路；
（3）当灯泡断路时，灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数；当灯泡短路时，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，据此分析故障原因；
（4）由于灯泡的实际功率不是定值，所以不能求平均值；当灯泡在额定电压下，灯泡正常工作时的实际功率等于灯泡的额定功率．

解答 解：（1）连接电路时，开关必须处于断开状态；
当灯正常发光时，电路中的电流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A；
电路的总电阻为R_总=$\frac{6V}{0.38A}$≈15.8Ω，则变阻器连入的电阻为R=R_总-R=15.8Ω-10Ω=5.8Ω，所以选10Ω 的滑动变阻器；
（2）已知灯泡的额定电压为3.8V，因此电压表的量程选择0～15V；
使灯泡的右接线柱与滑动变阻器的A接线柱相连，电压表的15V接线柱与灯泡的右接线柱相连，如下图所示：

（3）灯泡的故障，若电流表没有示数，电压表有示数，可以判断灯泡断路；若电流表有示数，电压表没有示数，可判断灯泡短路；
（4）由于灯泡的实际功率不是定值，所以不能通过求平均值的方法来求功率，该小组数据处理过程是错误的；
额定功率等于灯泡正常工作时的实际功率，即实际电压为3.8V时的实际功率1.90W．
故答案为：
（1）断开；10；
（3）断路；短路；
（4）求平均值作为额定功率；1.90．

点评 本题考查了连接实物电路图、滑动变阻器的选择、电路故障分析、实验数据处理等，是实验的常考问题，一定要掌握；连接实物电路图时，要注意电表量程的选择，注意题目要求．