在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒定为6V，小灯泡的额定电压为3.8V．（1）请用笔划线代替导线将电路连接完整（连线不能交叉）．（2）连接电路后闭合开关，发现小灯泡不发

Question

在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒定为6V，小灯泡的额定电压为 3.8V．

（1）请用笔划线代替导线将电路连接完整（连线不能交叉）．
（2）连接电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则电路中发生的故障是___（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）．
（3）排除故障后，继续进行实验：闭合开关前，滑片p应移到___（选填“A”或“B”）端，闭合开关后，移动滑片P使电压表示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为___A，小灯泡的额定功为___W．
（4）实验时某小组学生发现由电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验．于是向老师要了一个阻值为R₀的定值电阻（阻值适当）和一个单刀双掷开关（符号为：），借助原有的实验器材，顺利完成了实验．假如由你来做该实验，要求电路只连接一次．请设计实验方案：
①在方框内画出实验电路图．
②简述实验步骤：（用相应的字母表示测出的物理量）
a．___．
b．___．
c．___．
③写出小灯泡额定功率的表达式P_额=___（用已知量和测量量表示）．

Answer 1

（1）测灯泡功率实验，电压表测灯泡两端电压，电流表测通过灯泡的电流，实物电路图如图所示：

（2）如果小灯泡发生了断路，则电路为断路，电流表示数为零，电压表测量电源电压，不符合题意；
如果小灯泡发生短路，电流表有示数，电压表示数为零，符合题意；
（3）为保护电路闭合开关前，滑片P置于滑动变阻器最大值处，由图可知滑片P应置于B端；
由图可知，电流表使用的是0-0.6A量程，分度值为0.02A，由丙图可知电流表示数为0.24A；
此时灯光正常发光，灯泡的额定功率：P=UI=3.5V×0.24A=0.912W；
（4）①实验需要测出灯泡两端电压与通过灯泡的电流，可以把灯泡与定值电阻串联，测出定值电阻两端电压，由欧姆定律求出通过定值电阻的电流，由于灯泡与定值电阻串联，可以求出通过灯泡的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率，实验电路图如图所示：

②实验步骤：a、根据电路图连接电路，
b、闭合开关S₁、S₂接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为3.8V．
c、保持滑动变阻器滑片位置不变，S₂接2，读出电压表示数U．
③通过灯泡的电流：I=I_R0=(UR0)/(R0)=(U-3.8V)/(R0)，灯泡额定功率：P=U_额I=(3.8V×(U-3.8V))/(R0)；
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡短路；（3）B；0.24；0.912；
（4）①如上图所示；
②a．按图连接电路；
b．闭合S₁，S₂接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为3.8V．
c．保持滑动变阻器滑片的位置不变，S₂接2，读出电压表示数为U．
③(3.8V×(U-3.8V))/(R0)．