Question

【題目】在“測定小燈泡的額定功率”的實驗課上，實驗老師在每張實驗桌上提供了下列器材： ①待測小燈泡（額定電流為0.5A，額定功率不超過1.5W）
②電壓表（雙量程0～3V，0～15V） ③電流表（雙量程0～0.6A，0～3A）
④定值電阻R1（“15Ω 1A”） ⑤定值電阻R2（“30Ω 1A”）
⑥學(xué)生電源電源（0～16V可調(diào)） ⑦滑動變阻器
⑧開關(guān)1只、導(dǎo)線若干

（1）小明選擇了圖甲的器材進行實驗，在連接電路時，他應(yīng)該將開關(guān)處于狀態(tài)．
（2）小明在連接滑動變阻器、電壓表時遇到了一些困難，圖中有的導(dǎo)線沒能連接完成，請你根據(jù)表格中的器材信息，用筆畫線代替導(dǎo)線幫他連接完成實物電路，以便準確地測出燈泡的額定功率；
（3）小明準確連好電路后，先將滑動變阻器的滑片滑到最端（填“右”或“左”），再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表沒有示數(shù)，而電壓表有示數(shù)，他試著改變滑動變阻器滑片的位置發(fā)現(xiàn)沒有絲毫變化，此時電路的問題可能是；
（4）老師幫小明排除故障后，小明再次閉合開關(guān)進行實驗，當滑片移到某一位置時兩表的示數(shù)分表如圖乙所示，則此時燈泡的功率為W；小明想要測出燈泡的額定功率，但盡管小明已經(jīng)把滑片滑到端點，電流表示數(shù)還是比0.5A要小一點，小明經(jīng)過思考，發(fā)現(xiàn)了出現(xiàn)這種情況的原因并在原有器材的基礎(chǔ)上作出了正確的調(diào)整方案，他正確的操作順序應(yīng)該是：先 ， 再將 ， 最后將調(diào)大．經(jīng)過調(diào)整，小明終于測得了小燈泡的額定功率．
（5）小明的同學(xué)小華發(fā)現(xiàn)她的電壓表應(yīng)選的量程檔損壞，而另一量程檔及其它器材都完好．為了能準確測定小燈泡的額定功率，她向老師詢問，老師說用沒壞的那個量程檔也可以準確地測定小燈泡的額定功率，但必須讓電壓表的指針指在滿刻度的一半以上．并提示小華只要在實驗桌上剩下沒用到的器材中選用一個器材，與燈泡適當連接后接到原來的電路中就可以完成實驗．請你根據(jù)老師的提示，選擇一個合適的器材，并在圖丙的虛線框中畫全小華重新設(shè)計的電路圖（在圖中標出你選的那個器材的規(guī)格）．小華連接設(shè)計好的電路進行實驗，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，當電流表示數(shù)達到0.5A時，電壓表示數(shù)如圖丁所示，則她測得的小燈泡的額定功率是W．

Answer 1

【答案】
（1）斷開
（2） |斷開
（3）左；小燈泡斷路
（4）0.396；斷開開關(guān)；滑動變阻器滑片移至最左端；電源電壓
（5）1.25
【解析】解：（1.）在連接電路時，為保護電路，應(yīng)將開關(guān)處于斷開狀態(tài)； （2.）小燈泡的額定電壓最大為U= = =3V，故電壓表的量程應(yīng)選擇0～3V，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，滑動變阻器按一上一下的原則與小燈泡串聯(lián)，實物圖連接如下圖所示：
（3.）為了保護電路，連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑到最大值處，即最左端；
電流表無示數(shù)，燈不亮，電路可能有斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表到電源間是通路，所以故障原因可能是小燈泡斷路造成的；
（4.）由上面圖甲可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.22A，電壓表量程是0～3V，分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是1.8V，所以小燈泡的功率：P=UI=1.8V×0.22A=0.396W．小明已經(jīng)把滑片滑到端點，電流表示數(shù)還是比0.5A要小一點，說明電源電壓偏小，故他正確的操作順序應(yīng)該是先斷開開關(guān)，再將滑動變阻器滑片移至最左端，最后將電源電壓調(diào)大．
（5.）由于0﹣3V的量程損壞，所以電路中電壓表使用的是0﹣15V的量程，且電壓表的指針指在滿刻度的一半以上（電壓表示數(shù)至少在7.5V以上），燈泡的額定電流為0.5A，若將定值電阻R2（“30Ω 1A”）與燈泡串聯(lián)，結(jié)合圖示可知，此時電壓表測燈泡和定值電阻的總電壓；燈泡正常發(fā)光時，R2的電壓為U2=IR2=0.5A×30Ω=15V，則電壓表所測電壓將超過電壓表的量程，故應(yīng)將定值電阻R1（“15Ω 1A”）與燈泡串聯(lián)，如下圖所示： 由題意可知，電壓表的量程是0﹣15V，分度值為0.5V，其示數(shù)為10V（即燈泡和定值電阻的總電壓為10V）；燈泡的額定電流為0.5A，定值電阻R1兩端的電壓為U1=IR1=0.5A×15Ω=7.5V，
則小燈泡的額定電壓為U額=U﹣U1=10V﹣7.5V=2.5V，
故燈泡的額定功率：P額=U額I額=2.5V×0.5A=1.25W．
所以答案是：（1）斷開；（2）如上圖所示；（3）左；小燈泡斷路；（4）0.396；斷開開關(guān)；滑動變阻器滑片移至最左端；電源電壓；（5）如上圖所示；1.25．