Question

程躍同學要測定一只額定電壓是3.8V的小燈泡的額定功率，己知小燈泡的額定功率小于2W，電路圖如圖a所示，所用的元件如圖b所示．
（1）根椐圖a的電路圖，請你幫他用筆劃線代替導線將圖b的實驗器材連成電路，注意連線不要交叉．（圖中左為電壓表，右為電流表）
（2）電路閉合前，滑動變阻器的滑片應調到阻值

最大

的位置．
（3）但程躍同學在連接電路時剛連接完最后一根導線，立即看到燈泡發(fā)出明亮的光．在一旁觀察的林雨一驚，提醒程躍實驗中有問題．程躍想，我的實驗連線沒有出問題啊！請你幫助程躍找出實驗中兩個操作不當之處：①

連接電路時沒有斷開開關

；②

滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大處

．
（4）電路閉合后，發(fā)現無論怎樣移動滑片P，燈都不亮，電流表示數始終為0，電壓表示數約為4.5V，則電路中出現的故障可能是

燈泡斷路

；排除故障后，調節(jié)滑動變阻器，直到電壓表的示數為3.8V，觀察到電流表示數如圖c所示，這時電流表的示數如圖c所示，則小燈泡的額定功率為

1.824

W．
（5）做完實驗后，程躍將測燈泡實際功率實驗與以前做過的測某一固定電阻阻值的實驗進行比較，發(fā)現這兩個實驗有許多相似的地方，也有不同之處．請你寫出一個不同之處：

實驗原理不同

．
（6）程躍根據測量燈泡實際功率的多組實驗數據，作出了I-U圖象，如圖d所示．結果發(fā)現圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成正比．程躍很納悶，請你幫助他分析原因．

Answer 1

分析：（1）燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據燈泡正常發(fā)光時的電流確定電流表量程，根據電路圖連接實物電路圖．
（2）為保護電路，閉合開關前，滑片應置于滑動變阻器最大阻值處．
（3）連接電路時應斷開開關，滑動變阻器滑片應置于最大阻值處，根據實驗現象分析連接電路時存在的問題．
（4）常見的電路故障現象有斷路與短路，根據電路故障現象分析電路故障原因；由圖c所示電流表確定其分度值，讀出其示數，然后由P=UI求出燈泡電功率．
（5）根據對兩個實驗的掌握，從實驗目的、原理等方面分析答題．
（6）從溫度對燈泡電阻的影響分析答題．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表應選0～15V量程，∵P=UI，∴燈泡的額定電流約為I=

P

U

=

2W

3.8V

≈0.53A，
所以電流表選0～0.6A的量程，根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．
（2）電路閉合前，滑動變阻器的滑片應調到阻值最大的位置．
（3）剛連接完最后一根導線，燈泡立即發(fā)出明亮的光，電路是通路，這是由于連接電路時沒有斷開開關造成的；燈泡發(fā)出明亮的光，說明燈泡實際功率很大，電路電流很大，電路電阻很小造成的，這是由于滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大處造成的．
（4）燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路造成的；電流表示數為零，說明電路存在斷路；電壓表示數約為4.5V，等于電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，因此電路故障是：與電表并聯(lián)的燈泡斷路；電流表量程是0～0.6A，由圖c所示電流表可知，其分度值為0.02A，示數為0.48A，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.48A=1.824W．
（5）測燈泡實際功率的實驗原理是：P=UI，測定值電阻阻值的實驗原理是歐姆定律，這兩個實驗的實驗原理不同．
（6）隨燈泡電壓與電流的增大，燈泡的實際功率增大，燈泡溫度升高，而燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，燈泡電阻R不是定值，因此燈泡的I-U圖象是曲線，燈泡的電流與電壓不成正比．
故答案為：（1）實物電路圖如圖所示；（2）最大；（3）①連接電路時沒有斷開開關；②滑動變阻器的滑片沒有置于阻值最大處；（4）燈泡斷路；1.824；（5）實驗原理不同；（6）燈泡電阻不是定值，隨燈泡溫度的升高而增大，因此燈泡的電流與電壓不成正比．

點評：本題考查了連接實物電路圖、實驗注意事項、電路故障分析、影響燈泡電阻的因素等問題；分析清楚實驗電路結構是正確連接實物電路圖的前提與關鍵，連接實物電路圖時，要注意電表量程的選擇，注意電表正負接線柱不要接反，注意滑動變阻器的接法．