按图甲示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验．所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表

Question

按图甲示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验．所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干．

（1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整．
（2）某同学按图甲正确连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是：______．排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮了一下立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：______．
（3）小明正确实验测得的数据如下表：

电压表示数U/V	2.0	2.5	3.0	3.8	4.5
电流表示数I/A	0.20	0.22	0.25	0.30	0.32

通过上表数据，可算出小电灯的额定功率为______W；计算小灯泡灯丝的电阻发现，其阻值随电压、电流的增大逐渐增大，原因是______．
（4）若在实验时发现电压表“0～15V”的量程已损坏，只剩下“0～3V”的量程．在不更换器材的情况下，为完成实验，请你在图丙虚线框内画出重新设计的实验电路图．为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为______Ω～______Ω．

Answer 1

（1）小灯泡的额定电压是3.8V，因此电压表选择0～15V的量程；电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器串联接入电路，下面的一个接线柱已连接，只需要将上面的一个接线柱连接．如图：

（2）闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数；经检查，导线连接完好，则电路故障是：小电灯断路；
排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处；
（3）由表中数据知，灯泡额定电压U=3.8V对应的电流I=0.3A，则灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
由表中数据及R=(U)/(I)可知，随小电灯电压的增大，小电灯电阻变大，这是因为：随电压增大、电流随之增大，小电灯的实际功率P=UI也增大，灯的温度升高，由此可见：灯丝电阻随温度的升高而增大；
（4）①电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，电压表并联在滑动变阻器两端，电路图如图所示：

 ②a、当电压表示数为最大值3V时，小电灯两端的电压为6V-3V=3V，由表中数据知，电流为0.25A，此时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑1=(3V)/(0.25A)=12Ω；
b、当小电灯电压为4.5V时，由表中数据知，电路电流为0.32A，此时滑动变阻器两端电压为
6V-4.5V=1.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑2=(1.5V)/(0.32A)≈4.7Ω；
则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4.7Ω～12Ω；
故答案为：（1）图略；（2）灯L断路；闭合开关前没有将滑动变阻器移至最大值；（3）1.14；灯丝电阻随温度升高而增大；（4）图略；4.7；12．