Question

6．某同學做“測定小燈泡的額定功率”實驗，器材有：額定電壓為3.8V的小燈泡（燈絲電阻大于10Ω），電源是三節(jié)嶄新的干電池，標有“10Ω，1A”字樣的滑動變阻器，電壓表，電流表，開關、導線若干等．圖甲是他做實驗時連接的電路．

（1）該同學按圖甲連接電路并閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，則故障的原因可能是燈泡開路．（選填“短路”或“開路”）
（2）排除故障后，燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率是0.76W．
（3）若電壓表0～15V的量程損壞，能否用0～3V的量程測出小燈泡的額定功率？若能，則如何操作？能，用電壓表測得滑動變阻器電壓為0.7V時，讀出此時燈泡的電流．
（4）不增加其他器材，利用上述電路（假設小燈泡的電阻不變），還能完成的實驗有AC
A．研究電流與電壓關系 B．研究電流與電阻關系
C．測小燈泡的電阻   D．測小燈泡消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）由題閉合開關燈泡不亮，燈泡短路或開路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連接，電壓表并聯(lián)電路之外電路無開路，所以開路位置在燈泡處．
（2）確定電流表的量程、最小分度值，根據(jù)指針位置對電流表讀數(shù)；已知燈泡額定電壓，由公式P=UI可以求出燈泡的額定功率．
（3）電源電壓U=1.5V×3=4.5V，燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器電壓U_滑=U-U_燈=4.5V-3.8V=0.7V，小于電壓表的3V量程，可以用電壓表3V量程測滑動變阻器的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點間接測出燈泡電壓．
（4）分析選項中各實驗的操作方法進行解答．

解答 解：
（1）閉合開關燈泡不亮，燈泡短路或開路或燈泡之外電路開路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連接，電壓表并聯(lián)電路之外電路無開路，故障的原因可能是燈泡開路．
（2）電流表量程是0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.2A，燈泡的額定功率是P=UI=3.8V×0.2A=0.76W．
（3）0～15V的量程損壞，0～3V的量程測滑動變阻器電壓，將電壓表中“-”接線柱連入上圖甲中的C點，“3”接線柱連如圖甲中B點；
燈泡正常發(fā)光時電壓表示數(shù)U_V=U-U_燈=1.5V×3-3.8V=0.7V．
（4）A、研究電流與電壓關系，需要控制電阻不變，可通過調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電壓，故A可以完成；
B、研究電流與電阻關系，需要控制電壓不變，改變電阻，故B不能完成；
C、根據(jù)R=$\frac{U}{I}$，可測也燈泡電壓和電流計算出電阻大小，故C可以完成；
D、根據(jù)W=UIt，還需要測時間的計時器，故D不能完成．
故選AC．
故答案為：（1）開路；（2）0.76；（3）能，用電壓表測得滑動變阻器電壓為0.7V時，讀出此時燈泡的電流；（4）AC．

點評 本題是伏安法測功率的實驗，考查了電表的讀數(shù)、電功率的計算等，考查比較全面．要掌握各電學實驗的原理、方法等．