Question

在測2.5V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V．
（1）在連接電路時(shí)，開關(guān)必須

斷開

．請將實(shí)物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向右移動時(shí)小燈變亮）．
（2）若在連接電路時(shí)，有A （10Ω 1A）和B （20Ω 1A）兩個(gè)滑動變阻器可供選擇，則應(yīng)該選擇變阻器

B

（填“A”或“B”）連入電路，才能保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行．

（3）小明合理地連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器燈泡都不亮．小明分析后發(fā)現(xiàn)是燈泡的故障．請你依據(jù)表一中電流表、電壓表示數(shù)出現(xiàn)的幾種情況，幫小明判斷故障原因，并將其填寫在表一對應(yīng)的空格中．
表二：
表一：

U/V	I/A	P/W	燈泡亮度
2	0.25	0.5	暗
2.5			亮
2.8	0.32	0.896	很亮

電流表	電壓表	故障原因
示數(shù)不為0	示數(shù)為0
示數(shù)為0	示數(shù)不為0

（4）排除故障后，小明調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使小燈泡兩端電壓分別為2V、2.5V、2.8V，依次測出通過小燈泡的電流，并觀察發(fā)光情況，記錄在表二中．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)小燈泡電阻是

8.33

Ω（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）．小燈泡的額定功率是

0.75

W．

Answer 1

分析：（1）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)必須斷開；根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)通過燈泡的電流確定電流表的量程且與滑動變阻器串聯(lián)，并注意電表正負(fù)接線柱的連接，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．
（2）當(dāng)燈泡正常工作時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值，據(jù)此選擇滑動變阻器．
（3）燈泡不亮可能是電路斷路或燈泡短路：如果燈泡斷路，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓；如果燈泡以外的電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表也無法測電壓，電壓表示數(shù)為0；如果燈泡短路，電路是通路，電流表有示數(shù)，電壓表測導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
（4）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)小燈泡電阻，根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率．

解答：解：（1）在連接電路時(shí)，為防止連接最后一根導(dǎo)線時(shí)，電路中電流過大燒壞電路元件，所以開關(guān)應(yīng)斷開；
燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)；燈泡的額定電流約為I=

U

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A＜0.6A，所以電流表的量程為0～0.6A，且與滑動變阻器串聯(lián)；注意電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．如圖所示：
 
（2）燈泡正常工作時(shí)，滑動變阻器兩端的電壓U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
滑動變阻器接入電路的電阻R=

UR

I

=

3.5V

0.25A

=14Ω＞10Ω，
故滑動變阻器應(yīng)選B（20Ω 1A）．
（3）①燈泡燈絲斷了，電路斷路，電流表示數(shù)為0，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓，示數(shù)不為0，
②燈泡短路，電路是通路，電流表有示數(shù)，電壓表測導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0，
③滑動變阻器開路，電路斷路，電流表示數(shù)為0，電壓表無法測電壓，示數(shù)為0．

電流表	電壓表	故障原因
示數(shù)不為0	示數(shù)為0	燈泡短路
示數(shù)為0	示數(shù)不為0	燈泡斷路

（4）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以燈泡正常工作時(shí)的電流為0.3A；
此時(shí)小燈泡電阻為R=

U

I

=

2.5V

0.3A

≈8.33Ω；
小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案為：（1）斷開；如上圖所示；
（2）B；
（3）如表格所示；
（4）8.33；0.75．

點(diǎn)評：本題考查了電壓表和電流表量程的選擇與連接、滑動變阻器的連接、電路故障的判斷、歐姆定律和電功率公式的簡單應(yīng)用，涉及的知識點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，給解題帶來了困難．