Question

18．在測定額定電壓為“2.5V”小燈泡電功率（正常發(fā)光時電阻約為8Ω）的實驗中，電源為兩節(jié)新干電池．

（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開．請用筆畫線將圖乙電路連接完整，要求滑片P向左滑動時，接入電阻變小．
（2）電路連接后，閉合開關(guān)，移動滑片（未達(dá)到最小阻值），發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則故障可能是小燈泡短路．
（3）排除故障后，為了測量小燈泡的額定功率，調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡額定功率是0.75W．
（4）若實驗中電流表壞了，為了測量小燈泡的額定功率，小明選用一個R₀=5Ω的電阻，設(shè)計了如圖丁的電路及實驗方案：
①調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為額定電壓；
②保持滑片位置不變，只將電壓表的a點接線改接到c點，測出R₀兩端的電壓U₀，通過計算得到小燈泡的額定功率．
指出他的設(shè)計方案中存在的兩個問題：
問題一：電壓表正負(fù)接線柱接反；問題二：R₀阻值偏大，電壓表示數(shù)無法調(diào)到2.5V．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；根據(jù)滑動變阻器特殊要求確定滑動變阻器的連接．
（2）移動滑片后，電流表有示數(shù)，說明電路中存在短路，電壓表有示數(shù)，說明電壓中間短路．
（3）測量小燈泡額定功率，電壓示數(shù)應(yīng)等于額定電壓，讀出電流表示數(shù)，由P=UI計算電功率．
（4）檢查設(shè)計問題時，首先考慮電表的正負(fù)接線柱、量程，然后考慮能否滿足設(shè)計要求．

解答 解：（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；根據(jù)滑動變阻器滑片P向左滑動時，接入電阻變小，應(yīng)接左邊下接線柱，如圖所示．

（2）移動滑片后，電流表有示數(shù)，說明電路中存在短路，電壓表有示數(shù)，說明電壓中間小燈泡短路．
（3）測量小燈泡額定功率，電壓示數(shù)應(yīng)等于額定電壓2.5V，電流表量程0-0.6A，分度值0.02A，電流表示數(shù)為0.3A，由P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）只將電壓表的a點接線改接到c點時，發(fā)現(xiàn)電壓表的正負(fù)接線柱接反，當(dāng)燈泡正常工作時電流大約為I=0.3A，U₀=IR₀=0.3A×5Ω=1.5V，U=U_燈+U₀=2.5V+1.5V=4V，
則根據(jù)實物圖兩節(jié)干電池，電源電壓U=3V，則說明R₀阻值偏大，電壓表示數(shù)無法調(diào)到2.5V．
故答案為：（1）斷開；如圖所示；（2）小燈泡短路；（3）2.5；0.75；（4）電壓表正負(fù)接線柱接反；R₀阻值偏大，電壓表示數(shù)無法調(diào)到2.5V

點評 此題考查了，電路基本操作、電路連接、故障分析、電功率計算、電路設(shè)計中存在的問題，對學(xué)生電路的綜合分析能力要求較高．