初三物理例谈测小灯泡电功率实验的故障 专题辅导 不分版本 试题VIP专享VIP免费

初三物理例谈测小灯泡电功率实验的故障杜勇测小灯泡电功率的实验是初中电学实验的重点，考试中，除了考查实验原理、电路图、连接实物电路和读仪表的能力外，为了培养同学们动手动脑的能力，在近几年的中考中，还出现了考查对电路故障分析和解决问题的能力。下面通过举例说明故障的类别和解决办法。一、由于开路或短路引起的故障例1.小明在用电流表和电压表测小灯泡电功率的实验中，，所用仪表完好，按照图1正确连好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，假如分别出现了下列情况，请你帮他找出各自故障的原因。图1①电流表有示数，而电压表无示数。②电流表无示数，而电压表有示数，且约等于电源的电压。③电流表和电压表均无示数。简析：①电流表有示数，表明电路是通路，没有出现断开的地方。由于电压表无示数，可以判断灯泡被短路。此时电压表相当于在测一段导线两端的电压，由欧姆定律U＝IR可知，当导线的电阻约等于0时，导线两端的电压也等于0，所以电压表没有示数。②电流表无示数，表明电路某处开路了。由于电压表有示数，表明它的“＋”接线柱与电源的正极是相通的，它的“－”接线柱与电源的负极是相通的，此时测的相当于电源的电压。这表明只可能是灯泡处开路了。③电流表无示数，表明电路某处开路了。电压表无示数，表明它的“＋”接线柱与电源的正极或者它的“－”接线柱与电源的负极是断开的，由于仪表完好，可以判断是滑动变阻器或者开关开路了。进一步检测故障的方法有两种：a.将一根导线或一块电流表（由于电流表的电阻相当小，可以把它当作一根导线）分别并联在滑动变阻器或者开关两端，如果灯泡亮了，说明被并联的元件开路了。b.将一块电压表分别并联在滑动变阻器或者开关两端，如果电压表有示数，根据对问题②的分析可知，表明这时它的“＋”接线柱与电源的正极是相通的，它的“－”接线柱与电源的负极是相通的，这样只可能是被并联的元件开路了。二、由于仪器错接引起的故障例2.小华在用电流表和电压表测小灯泡电功率的实验中，所用仪器均完好。他没有先画电路图，而是凭印象连接电路，连好电路后，闭合开关，分别出现了下列三种情况，请你判断各自产生的原因：图2（1）在调节滑动变阻器的滑片时，他发现灯泡变亮了，而电压表的示数却减小了；灯泡变暗了，电压表示数却增大了。（2）发现灯泡不亮，且电压表有示数（约等于电源的电压），而电流表无示数。简析：（1）正常的实验，电压表应该是测灯泡两端的电压，当灯泡变亮时，读数应该变大。如图1，由串联电路电压的特点可知：，在电源电压U不变时，U灯变大，U滑应该变小，所以小华可能是将电压表错接在了滑动变阻器两端。（2）由于所用仪器均完好，因此不可能是例1中的第二种情况。故障的原因是小刚错把电流表和电压表交换了位置，如图2所示，此时由于电压表的电阻相当大，可以认为电路在此处出现开路，所以电路中无电流，电流表无示数，灯泡不亮。而电压表的“＋”、“－”接线柱仍能够分别与电源的正极和负极相连接，相当于在测电源的电压，所以有读数，且约等于电源电压。三、由于仪表损坏引起的故障例3.小刚想用电流表和电压表测小灯泡的额定电功率，如果电源电压为6V，被测灯泡的额定电压为3.8V。这时，本来电压表应选用0~15V的量程，但这个量程却损坏了，只有0~3V的量程完好，实验该怎样进行下去？怎样判断灯泡是否工作在额定状态？请你帮他想想0办法。简析：由于电压表的0~15V的量程已经损坏，不能直接测量灯泡的额定电压，由U＝U灯＋U滑可知，当灯泡正常工作时，滑动变阻器两端的电压U滑＝6V－3.8V＝2.2V，2.2V在电压表的0~3V量程内，所以可将电压表接在滑动变阻器两端，调节滑片，当电压表的示数为2.2V时，就表明灯泡正常工作了。以上问题告诉我们，在做实验时，一定要认真对待实验中的故障，不要一味依靠老师来解决，应该多和同学们讨论，培养自己分析问题和解决问题的能力。