在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室为每个小组提供的器材有：电压恒为5V的学生电源一个，电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）各一个，开关一个，标有“20Ω1A”的滑动

Question

在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室为每个小组提供的器材有：电压恒为5V的学生电源一个，电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）各一个，开关一个，标有“20Ω 1A”的滑动变阻器一个，导线若干，额定电压为3.8V小灯泡一个．实验前电压表与电流表均已调零．

（1）第一组的同学实验时连接电路如图甲所示，检查时发现有一根导线接错了，请你在错误的导线上打一个“×”，然后用笔画线重画一根导线使电路完整．
（2）开关闭合前，应把滑动变阻器的滑片调到___．（选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表示数为0，移动滑动变阻器滑片P可以改变电流表的示数，那么电路的故障原因是___．
（4）排除故障后，调节滑片到某一位置时，此时电压表的示数如图乙，则应将滑动变阻器滑片向___（选填“A”或“B”）端移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表度数为0.4A，则小灯泡的额定功率为___W．
（5）该小组的同学们经过多次实验，记录了多组电压与电流值，并绘出如图丙所示图象．大家发现，当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大，导致这一结果的原因是___．
（6）第二小组的同学在实验中发现，本组的电压表0～15V的量程已损坏，而0～3V的量程可以使用．经过研究设计了如图丁所示电路，完成了小灯泡功率的测量．实验时，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为___V时，小灯泡正常发光．
（7）第二小组的同学在实验过程中，为保证电表不超量程，小灯泡不超额定值．滑动变阻器接入电路的阻值范围为___．

Answer 1

（1）原电路图中，电压表串联在电路中，电流表并联在灯的变阻的两端，电压表应并联在灯的两端，如右图所示；
（2）为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，即A端．
（3）电流表有示数，说明整个电路是通路，而电压表无示数，灯泡也不亮，所以故障的原因可能是灯泡短路了．
（4）由图乙电压表使用的是0-15V量程，分度值0.5V，示数为4.5V，应减小灯的电压，增大变阻器分得的电压根据分压原理，滑片向A端移动；所以小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
（5）随着电压的增大，灯的实际功率也逐渐增大，灯的温度逐渐升高，而金属的电阻随温度的升高而增大，即电压表与电流表的示数之比变大．
（6）由图丁，电压表测滑动变阻器两端电压，当灯泡正常发光时电压为3.8V，此时滑动变阻器两端电压U_变=U-U_额=5V-3.8V=1.2V，即电压表示数为1.2V时，小灯泡正常发光．
（7）由题为使电压不超量程，小灯泡不超额定值，电压表示数最大3V，最小1.2V，
当电压表示数最小为1.2V时，变阻器连入阻值最小，灯正常工作，I=I_L=I_变=0.4A，
所以变阻器连入的最小值R_变=(U变)/(I变)=(1.2V)/(0.4A)=3Ω；
当电压表示数最大为3V时，变阻器连入阻值最大，灯泡电压U_L=5V-3V=2V，由图象可知此时I′=I_L′=I_变′=0.25A，
所以变阻器连入的最大值R_变′=(U′变)/(I′变)=(3V)/(0.25A)=12Ω，
所以电压不超量程，小灯泡不超额定值，滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω-12Ω．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）A；
（3）小灯泡短路；
（4）A；1.52；
（5）灯丝电阻随溫度的升高而变大；
（6）1.2；
（7）3Ω-12Ω．