Question

如圖甲所示，是小明在“測量小燈泡電功率”實驗中連接的實驗電路，所用小燈泡的額定電壓為3.8V，電源電壓為6V，且保持不變．

（1）在連接電路過程中，開關應斷開，是為了防止

 

．
（2）實驗開始，當開關閉合，P向右移動過程中，眼睛應觀察

 

（a、電流表，b、電壓表，c、滑片），電流表示數(shù)將

 

，電壓表示數(shù)將

 

．
（3）同組的小紅發(fā)現(xiàn)連線中有一處不符合實驗要求，所以才出現(xiàn)上述現(xiàn)象，而且只需改動一根導線的連接，就可以順利進行實驗，請你在需要改動的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接線．
（4）電路連接正確后，小明他們正常進行實驗并將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中．若第二次測量時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則此時電路電流為

 

 A，可得小燈泡的額定功率為

 

W．分析表中數(shù)據(jù)，請寫出你還能得出的一個結論：

 

．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓/V	3.0	3.8	4.5
電流/A	0.36		0.45

（5）如果電壓表的0-15V量程被損壞，只有0-3V量程能正常使用，實驗室里也沒有其他電壓表可供更換，要求利用現(xiàn)有器材測出小燈泡的額定功率．請在虛線框中畫出你設計的電路圖．

Answer 1

分析：（1）為保護電路，連接電路時應斷開開關．
（2）由圖1分析滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值如何變化，電路總電阻如何變化，然后由歐姆定律判斷電流表示數(shù)如何變化；根據(jù)圖1分析電壓表示數(shù)如何變化；
（3）在測燈泡電功率的實驗中，電壓表應與燈泡并聯(lián)，據(jù)此分析作圖；
（4）由圖2所示電流表確定電流表的量程與分度值，讀出電流表的示數(shù)，燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，由表4實驗數(shù)據(jù)找出額定電壓與電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)分析，燈泡實際功率與電壓間的關系、或燈泡電阻隨電壓變化的關系，從而得出結論．
（5）（5）電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，當燈泡電壓為3.8V，滑動變阻器的電壓為2.2V＜3V，可以利用0～3V量程測量滑動變阻器的電壓．

解答：解：（1）在連接電路過程中，開關應斷開，是為了防止電路短路而損壞電路元件．
（2）實驗開始，當開關閉合，P向右移動過程中，眼睛應觀察電流表；由圖甲所示電路圖可知，滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變小，電路總電阻變小，電源電壓不變，由歐姆定律可知，電路電流變大，電路電流增大；電壓表測電源電壓，電源電壓不變，因此電壓表示數(shù)不變；
（3）測燈泡電功率時，電壓表應與燈泡并聯(lián)，由圖甲所示電路可知，電壓表接在燈泡與滑動變阻器兩端，測燈泡與滑動變阻器串聯(lián)電壓，即電源電壓，電壓表連接錯誤，電壓表應并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示；

（4）由圖乙所示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.42A，
由表中實驗數(shù)據(jù)可知，燈泡額定電壓3.8V對應的電流是0.42A，
燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.42A=1.596W；由表中實驗數(shù)據(jù)可知：
隨燈泡電壓U的增大，通過燈泡的電流I也增大，由電功率公式P=UI可知，燈泡實際功率變大；
（5）當燈泡正常發(fā)光時，即要使燈泡電壓為3.8V，則滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，
所以把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.2V時，即可進行實驗．
電路圖如下圖所示：

故答案為：（1）電路短路而損壞電路元件；（2）電流表；變大；不變；（3）實物電路圖如圖所示；（4）0.42；1.596；燈泡的實際電壓越大，其實際功率就越大；（5）實驗電路圖如圖所示．

點評：本題考查了實驗電路分析、修改電路圖、電流表讀數(shù)、求燈泡額定功率、實驗數(shù)據(jù)分析、實驗電路設計，是實驗的常考問題，一定要掌握；對電流表讀數(shù)時，先確定電流表的量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．