Question

10．如圖1所示，是小明設(shè)計的測量一個小燈泡額定功率的電路圖．已知定值電阻R₀=15Ω，滑動變阻器R（“20Ω   1A”），電源電壓恒為18V，小燈泡L的額定電壓為6V，小燈泡L的電阻約為12Ω．

（1）連接電路時，開關(guān)S應(yīng)當斷開（選填“斷開”或“閉合”），滑片P應(yīng)移到滑動變阻器的最右端．（選填“左端”或“右端”）
（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖2的實物圖補充完整．
（3）小明合理的連接好電路，并按正確的順序操作，但閉合開關(guān)后燈不亮，電壓表有示數(shù)，電流表的示數(shù)為0，你認為出現(xiàn)的故障是A
A．可能是燈絲斷了             B．可能是滑動變阻器開路
C．可能是小燈泡短路          D．可能是電流表開路
（4）小明正確連接電路后，進行實驗．當電壓表的示數(shù)為5V時，小燈泡的實際功率小于小燈泡的額定功率（選填“等于”、“小于”或“大于”），為了使小燈泡正常發(fā)光，此時應(yīng)該向左（選填“左”或“右”）邊移動滑片．小燈泡正常發(fā)光時，電流表的指針如圖3所示，通過小燈泡的電流為0.48A，其額定功率為2.88W，此時燈泡的電阻為12.5Ω．

Answer 1

分析 （1）為保護電路，連接電路時，開關(guān)S應(yīng)當斷開；閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)滑動變阻器的接法，確定滑動變阻器滑片的位置；
（2）由電路圖知，電壓表連接不完整，根據(jù)燈泡額定電壓選擇電壓表量程，把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
（3）若電流表沒有示數(shù)，說明電路存在斷路，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則電路故障原因是：燈泡斷路．
（4）小燈泡兩端的電壓小于額定電壓時，實際功率小于額定功率；小燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，實際功率等于額定功率；小燈泡兩端的電壓大于額定電壓時，實際功率大于額定功率．
燈泡的額定電壓為6V，實際電壓為5V時，說明滑動變阻器分得的電壓過大，要想使小燈泡兩端的電壓增大到額定電壓6V，滑動變阻器的電阻應(yīng)減�。�
已知燈泡的額定電壓和電阻大約值，可根據(jù)歐姆定律算出電流的大約值，確定電流表的量程；由圖c確定電流表的最小分度值，根據(jù)電流表指針位置讀出電流表示數(shù)，然后由公式P=UI求出燈泡的額定功率、由R=$\frac{U}{I}$求出燈泡的電阻．

解答 解：
（1）為了保護電路，連接電路時，開關(guān)S應(yīng)當斷開；
由電路圖知，當滑動變阻器滑片在最右端時，滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值，因此閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到最右端；
（2）燈泡額定電壓是6V，因此電壓表選擇15V量程，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示：
．
（3）電流表的示數(shù)為0，說明電路中有斷路現(xiàn)象，電壓表有示數(shù)說明電壓表正負接線柱與電源連通的部分沒有斷路現(xiàn)象，所以可以判斷是燈泡斷路；故選：A．
（4）小燈泡L的額定電壓為6V，實際電壓為5V時，實際功率小于額定功率；燈泡的額定電壓為6V，實際電壓為5V時，說明滑動變阻器分得的電壓過大，要想使小燈泡兩端的電壓增大到額定電壓6V，滑動變阻器的電阻應(yīng)減小，向左移動．
小燈泡L的電阻約為12Ω，由歐姆定律知，小燈泡正常發(fā)光的流約為$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A，所以電流表量程應(yīng)選0-0.6A，由圖3知：電流表最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)I_額=0.48A，
燈泡的額定功率P=U_額I_額=6V×0.48A=2.88W；
燈泡的電阻R=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{6V}{0.48A}$=12.5Ω．
故答案為：（1）斷開；右端；（2）見上圖；（3）A；（4）小于；左；2.88；12.5．

點評 本題考查了連接實物圖、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、電路故障分析、電流表讀數(shù)、求燈泡的額定功率，是實驗的常考問題；
連接電路時要根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程；分析電路故障時，要考慮各種可能的故障原因，然后綜合分析找出原因；對電表讀數(shù)時，要先確定電表的量程與最小分度值，然后根據(jù)電表指針位置讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．