Question

20．在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓恒定為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω，所用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω，1A”．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線把甲圖中未完成的實(shí)物電路連接完整；
（2）連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則電路中發(fā)生的故障是小燈泡短路（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”）；
（3）排除故障后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)移到B（選填“A”或“B”）端，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片P向A（選填“A”或“B”）端，移動(dòng)向使燈泡L正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定電功率是0.6W；
（4）某同學(xué)還想探究電流與電阻的關(guān)系，于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R，并使電壓表的示數(shù)始終保持3V不變，多次更換阻值不同的定值電阻，記錄各次電流表的示數(shù)，在不更換其他器材的情況下，為了能夠完成實(shí)驗(yàn)，他更換的定值電阻R的阻值不能大于50Ω．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器、電流表與燈泡串聯(lián)；
（2）若燈泡短路，則燈泡兩端無電壓，電路中有電流；若燈泡斷路，則電路中無電流，燈泡兩端有電壓；
（3）在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
根據(jù)圖乙讀出電流表的示數(shù)，由P=UI計(jì)算出電功率的值．
（4）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題．

解答 解：
（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選用0-3V量程，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω，電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表選用0-0.6A量程．
測燈泡功率實(shí)驗(yàn)中，電源、電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入電路，滑動(dòng)變阻器一上一下接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，如圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是短路，所以出現(xiàn)故障的原因是小燈泡短路；
（3）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最右端，即B端，使其連入阻值最大；
當(dāng)燈泡電壓達(dá)到額定電壓時(shí)正常發(fā)光，電流表使用0-0.6A量程，分度值為0.02A，由乙圖，其正常發(fā)光時(shí)的電流為0.24A，所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（4）電源電壓為6V，電阻兩端電壓為3V，滑動(dòng)變阻器分壓為3V，與定值電阻兩端電壓相等，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值與定值電阻阻值相等，滑動(dòng)變阻器最大阻值為50歐姆，因此定值電阻最大阻值為50歐姆．
故答案為：（1）見上圖；（2）小燈泡短路；（3）B；A；0.6；（4）50．

點(diǎn)評 本題考查了電路連接、故障分析、電表讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、求功率、定值電阻的計(jì)算等問題，對電表讀數(shù)時(shí)，應(yīng)先確定電表的量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)，視線要與刻度線垂直．