解题思路:(1)由灯泡的额定电压确定电源电压,确定干电池的节数;
(2)实物连接图中找错误之处,主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑:从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑;从滑动变阻器接线柱的接入和滑片的位置考虑;
(3)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,根据电流表的量程和分度值读出示数,利用P=UI求出灯泡的额定功率;根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻即为滑动变阻器的最小阻值;
(4)当滑片接到a点,灯泡被短路,只有滑动变阻器全部接入电路,则由欧姆定律可求得电源电压;
当滑片接到b点时,灯泡及滑动变阻器的全部阻值并联,此时灯泡正常发光,则由并联电路的电流规律可得出通过灯泡的电流,则由功率公式可求得额定功率.
(1)灯泡的额定电压为3.8V,电源电压要大于3.8V,至少有3节干电池串联;
(2)经分析,滑动变阻器都选择上面两个接线柱,滑动变阻器被短路,不能起到保护电路和改变灯泡电压和电流的作用.滑动变阻器要选择一上一下接线柱,如图:
(3)灯泡两端的电压为3.8V时,灯泡的实际功率和额定功率相等,
由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电路中的电流为0.3A,
灯泡的额定功率PL=ULI=3.8V×0.3A=1.14W,
三节干电池串联组成电源的电压为4.5V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压:
U滑=U-UL=4.5V-3.8V=0.7V,
由I=[U/R]可得,滑动变阻器的最小阻值:
R滑=
U滑
I=[0.7V/0.3A]≈2.33Ω;
(4)当滑片指向a点时,灯泡被短路,则由欧姆定律可得:
电源电压U=I1R=0.5A×10Ω=5V;
当滑片指向b点时,灯泡与滑动变阻器的全部阻值并联在电源两端,故滑动变阻器的电压为5V,
故通过滑动变阻器的电流为0.5A,
则由并联电路的电流规律可得,流过灯泡的电流I=2.5A-0.5A=2A,
则由功率公式可得灯泡的额定功率P=UI=5V×2A=10W.
故答案为:
(1)3;
(2)如上图所示;
(3)1.14;2.33;
(4)5;10.
点评:
本题考点: 电功率的测量;电流表的读数方法;欧姆定律的应用;电功率的计算.
考点点评: 本题考查了串联电路的特点和电路连接错误的判断及修改、电流表的读数、串联电路的特点、欧姆定律的应用、电功率公式的应用等,在实物图中找出错误之处,对电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用逐条分析,防止遗漏错误.