小明按圖所示電路圖做“測量燈泡的電功率”的實驗．實驗室可提供下列器材：A．電流表B．電壓表C．滑動變阻器R（阻...

問題詳情：

小明按圖所示電路圖做“測量燈泡的電功率”的實驗．實驗室可提供下列器材：

A．電流表

B．電壓表

C．滑動變阻器R（阻值0～20Ω）

D．電阻為6Ω的待測燈泡L（電阻不隨温度變化）

E．電源E（電壓4.5V並保持不變）

F．開關S及導線若干

（1）根據電路圖和實驗室提供的器材，可判斷出：實驗時通過燈泡的最小電流為　　A；加在燈泡兩端的最大電壓為　　V；

（2）若小明所選電壓表的量程為0～3V、電流表的量程為0～0.6A，實驗要求測量時通過燈泡的電流至少為電流表滿刻度的三分之一，則測出的燈泡的功率範圍只能是　　．

（3）小明按電路圖連接好電路後進行實驗，由於電路中某一處有故障，當閉合開關時電壓表無示數，為查出電路故障，小明進一步觀察並檢查電路．當檢查到電源、開關、電壓表、電流表、導線及其連接都完好時，小明結合前面的現察，就可判斷出電路的故障：如果小明觀察到　　，則故障是　　；如果小明觀察到　　，則故障是　　．

（4）排除故障後，小明繼續進行實驗，在對測量數據的記錄和處理時，他設計瞭如下表格．你認為這張表格的設計是　　（正確/錯誤）的．

【回答】

【考點】電功率的測量．

【分析】（1）在電源電壓一定時，滑動變阻器滑片移到右端時，電路電阻最大，電路電流最小．

當滑動變阻器滑片移到左端時只有燈泡接在電源上，燈泡電壓與電源電壓相等．

（2）當電壓表為滿量程的時，電流表的指針是否在量程以上．

如果電流表的指針在量程到滿量程之間，此時電壓表示數為燈泡的最小電壓，根據P=UI能計算燈泡的最小功率，否則不符合要求．

當電流表為滿量程的時，電壓表的指針是否在量程以上．

如果電壓表的指針在量程到滿量程之間，此時電流表示數為燈泡的最小電流，根據P=UI能計算燈泡的最小功率，否則不符合要求．

當電壓表為滿量程時，電流表的指針是否在量程以上．

如果電流表的指針在量程到滿量程之間，此時電壓表示數為燈泡的最大電壓，根據P=UI能計算燈泡的最大功率，否則不符合要求．

當電流表為滿量程時，電壓表的指針是否在量程以上．

如果電壓表的指針在量程到滿量程之間，此時電流表示數為燈泡的最大電流，根據P=UI能計算燈泡的最大功率，否則不符合要求．

（3）電壓表無示數，有三種情況：

一是電壓表並聯的電路短路，電壓表測導線，電壓示數為0；

二是電壓表並聯以外的地方斷路；

三是電路完好，電壓表壞了．

具體是什麼地方斷路，由電流表判斷，

經檢查，電源、開關、電壓表、電流表導線完好，連接無問題，問題在燈泡與滑動變阻器上．

（4）燈泡兩端電壓增大，電流增大，功率增大，設計功率的平均值是錯誤的．

【解答】解：（1）當滑片滑到最右端，電路電阻最大為：R=R'+RL=6Ω+20Ω=26Ω，所以電路最小電流為：I===0.173A．

滑片滑到最左端時，燈泡兩端電壓最大，等於電源電壓，燈泡電壓為4.5V．

（2）當燈泡兩端電壓為1V時（量程），燈泡電流為：I1===0.16A＜0.2A（量程），不符合題意．

當燈泡中的電流為0.2A時（量程），燈泡電流為U1′=I1′RL=0.2A×6Ω=1.2V＞1V（量程），符合題意，

所以，0.2A為燈泡的最小電流，

所以燈泡最小功率為：P1=U1′I1′=1.2V×0.2A=0.24W．

當燈泡中的電流為0.6A時（滿量程），燈泡電壓為：U2′=I2′RL=0.6A×6Ω=3.6V＞3V（滿量程），不符合題意．

當燈泡中的電壓為3V時（滿量程），燈泡電流為：I2===0.5A＜0.6A（滿量程），所以3V為燈泡的最大電壓，

所以燈泡最大功率為：P2=U2I2=3V×0.5A=1.5W．

（3）經檢查，電源、開關、電壓表、電流表．導線及其連接完好，故障在燈與滑動變阻器上，

電壓表無示數，電流表無示數時，電路斷路，電壓表並聯在以外的滑動變阻器斷路，

電壓表無示數，電流表有示數時，電路短路，電壓表測導線電壓，燈泡短路．

（4）燈泡電壓增大，電流增大，功率增大，設計功率的平均值一欄是錯誤的．

故*為：（1）0.173；4.5；（2）0.24W﹣1.5W；（3）電流表無示數；滑動變阻器斷路；電流表有示數  燈泡短路；（4）錯誤．

知識點：測量小燈泡的電功率

題型：實驗,探究題