测小灯泡额定功率故障全扫描

电路故障问题的分析一直是电学中的一个难点，它涉及到电学中一系列的知识。本文就伏安法测小灯泡的额定功率这个实验为载体，对电路故障作一个全方位的扫描，渗入电学中所用到的物理知识及物理规律。

测小灯泡的额定功率所用的方法是伏安法，正确的实验电路图如图1所示。由于操作不当，常会发生一些故障，现对出现的故障及应对措施作一个全方位的扫描。

1、当连接好最后一根导线，灯泡就亮了。

分析 这是由于开关在连接的时候没有断开。在连接电路时，所有的开关都应断开，当连接完，检查没有问题后方可闭合开关。

2、闭合开关后，灯泡特别亮(或电流表示数较大)。

分析 主要是滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大端。

3、无论如何移动滑片，电表的示数不变且灯泡较亮(暗)。

分析 这是滑动变阻器的两个接线柱都接在上(下)面了。

4、无论如何移动滑片，电压表的示数都达不到其额定电压。

分析 灯泡两端的电压不够，说明电源电压不足，电源提供的电压小于灯泡的额定电压。

5、当闭合开关后，电压表有示数，而电流表无示数。

分析 电流表测的通过灯泡的电流，它没有示数，根据欧姆定律，原因有二个：一是灯泡的电压为0：二是电路中的电阻很大。但电压表有示数，故只可能是电路中的电阻很大了。要使电路中的电阻达到一个很大的值，电压表(相当于一个很大的电阻)应串联在电路中，即灯泡处发生了断路。如图2所示。

6、当闭合开关后，电流表有示数，而电压表无示数

分析 电压表测的灯泡两端的电压，它没有示数，根据欧姆定律，原因有二个：一是通过灯泡的电流为0；二是灯泡的电阻为0。但电流表有示数，故只可能是灯泡的电阻为0了。要让灯泡的电阻为0，只能是灯泡处发生短路了，如图3所示。

7、闭合开关后，向右移动滑片，电流表示数变小，而电压表的示数也在变大。

分析 由图1可知，正常情况下，滑片向右滑时，电路中的总电阻变大，总电压不变，电流变小，电流表的示数应变小，电压表测的是灯泡两端的电压，灯泡的电阻不变，电流变小，其示数也应变小。现在电压表示数变大，说明电压表是与滑动变阻器并联了，如图4所示。

8、如果在进行实验时，电流表坏了，没有电流表可换，给你一个已知定值电阻，如何完成实验呢?

分析 当电流表坏了，可利用串联电路电流处处相等的规律来设计实验。如图5，将定值电阻与灯泡、滑动变阻器组成一个串联电路，先把电压表与灯泡并联，调滑动变阻器的滑片，使电压表的示数达到其额定电压UL：保持滑片位置不动，再把电压表与定值电阻并联，测出其两端的电压为UR。根据IL=IR= ，得P额=ULIL=UL 。

9、如果在进行实验时，电压表坏了，没有电压表可换，给你一个已知定值电阻，如何完成实验呢?

分析 如图6，将定值电阻与灯泡组成一个并联电路，先把电流表与定值电阻串联，调滑动变阻器的滑片，使电流表的示数与定值电阻的乘积等于灯泡的额定电压UL；保持滑片位置不动，再把电流表与灯泡串联，测出通过灯泡里的电流为IL。此时灯泡与定值是并联的，电压相等，所以灯泡两端的电压就是电阻定值电阻两端的电阻，即为灯泡的额定电压，灯泡是正常发光的，得P额=ULIL。

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