某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验.被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、滑动变阻器R(10Ω 0.5A),开关各一只,导线若干.同学们设计的电路如图所示:
(1)电流表应选用________挡,电压表应选用________挡;
(2)实验电路接好后,合上开关时,部分同学发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因:
故 障 现 象 | 检测 | 故 障 原 因 |
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数 | 取下灯泡,两表的示数不变 | |
灯泡较暗、两表的示数均较小 | 移动滑动变阻器滑片,现象不变 |
实验次序 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 功率/W | 额定功率/W |
1 | 3.0 | 0.36 | 1.08 | |
2 | 3.8 | 0.40 | 1.52 | |
3 | 4.5 | 0.42 | 1.89 |
该组有一位同学曾把小灯泡正常发光时电流表示数误记为2A,你认为发生错误的原因应该是________.
(4)请根据电路图1完成实物图2的连接.
解:
(1)灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表的量程为0~15V;
灯泡的额定电流约为I===0.38A,所以电流表的量程为0~0.6A.
(2)①灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数,取下灯泡,两表的示数不变,故障原因是:灯泡断路;
②灯泡较暗、两表的示数均较小,移动滑动变阻器滑片,现象不变,故障原因是:滑动变阻器同时接到下面两个接线柱;
故 障 现 象 | 检 测 | 故 障 原 因 |
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数 | 取下灯泡,两表的示数不变 | 灯泡断路 |
灯泡较暗、两表的示数均较小 | 移动滑动变阻器滑片,现象不变 | 滑动变阻器同时接到下面两个接线柱 |
小灯泡正常发光时电流表示数误记为2A,你认为发生错误的原因应该是电流表的量程读错.
(4)电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中,如下图所示:
故答案为:
(1)0~0.6A;0~15V;
(2)如上表所示;
(3)1.52;电流表的量程读错;
(4)如上图所示.
(1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,根据欧姆定律求出灯泡的额定电流确定电流表的量程.
(2)①灯泡不亮,可能是灯泡断路,或灯泡短路,或灯泡之外电路存在断路,或流过灯泡的电流太小,灯泡实际功率太小,不足以引起灯泡发光;电流表无示数,说明电路存在断路;电压表示数较大,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外不存在断路;取下灯泡,灯泡所在处开路,电路在灯泡所在位置断路,而此时两表的示数不变,说明取下灯泡与不取灯泡,电路不变;综合分析可知,电路故障原因是:灯泡断路;
②灯泡较暗、两表的示数均较小,说明电路电流太小,电路电阻太大;移动滑动变阻器滑片,现象不变,说明移动滑动变阻器滑片电路电阻不变,电路故障原因是:滑动变阻器同时接下面两个接线柱,滑动变阻器成为了定值电阻.
(3)额定电压下灯泡的功率为额定功率,此时的电流为额定电流,读数时要注意电流表的量程和分度值.
(4)电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中.
点评:本题考查了连接电路图、电路故障分析、实验数据处理等问题;连接实物图时应注意:①电压表、电流表的正负极不要接反;②注意电压表、电流表的量程不要接错;③滑动变阻器的分压与限流接法,滑片移动时阻值的变化应符合题意要求;④作图要美观,连线不要交叉.