Question

2．小佳想要测定小灯泡的额定功率，他选用了以下器材：标有“2.5V”字样的小灯泡（老师告诉他，该小灯泡正常工作电流在0.3A左右），电源为6V的恒稳蓄电池，量程为“0-0.6A”与“0-3A”的电流表，量程为“0-3V”与“0-15V”的电压表，开关，导线．可是在选择滑动变阻器时他犹豫了，因为有三种规格的滑动变阻器，分别标有“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”字样．
（1）估算一下，请你帮小佳选择一只合适的滑动变阻器20Ω 0.5A；
（2）如图（甲）所示，小佳连接了一部分电路后又纠结了，请你在不改变他已经连接部分的前提下，再帮他连接完整（用笔画线，注意导线间不要相互交叉）；
（3）连接完整后，小佳按正确程序操作，闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表指针偏转明显，而电压表指针几乎不动，仔细检查，连接无误．那么出现该状况的原因应该是C（选填“A、B、C、D”）
A．电压表内部断路了    B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路  D．滑动变阻器的电阻线断了
（4）在老师的指点下，小佳自己排除了故障，再闭合开关S，灯泡亮了，但发光很暗，观察电压表示数，仅有1.8V，这时小佳应将滑片P向A端（选填“A”或“B”）适当滑动；
（5）当小灯泡两端的电压达到额定电压后，电流表的示数如图（乙）所示，则小佳测得小灯泡的额定功率是0.7W．

Answer 1

分析 （1）根据串联电路特点及欧姆定律，求出灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值，结合电流的大小，选择滑动变阻器的规格；
（2）将电压表并接在灯的两端，电压表选用小量程，注意正负接线的连接；
（3）首先电路为通路，再根据“灯泡不亮，而电压表指针几乎不动”判断故障所在；
（4）根据分压原理结合串联电路电压的特点，判断滑片的移动方向；
（5）根据电流表的分度值读数，根据P=UI求额定功率．

解答 解：（1）灯正常工作时的电压为2.5V，所以，滑动变阻器要分去U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V的电压，灯正常工作时的电阻R=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$=8.33Ω，根据分压原理，$\frac{{U}_{L}}{{U}_{滑}}$=$\frac{{R}_{L}}{{R}_{滑}}$，R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$×R_L=$\frac{3.5V}{2.5V}$×8.33Ω=11.67Ω，即滑动变阻器连入电路的电阻至少为11.67Ω，又正常工作时的电流0.3A＜0.5A，故应选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（2）将电压表并接在灯的两端，电压表选用小量程，注意电流从“+”接线柱注入，如上图所示；
（3）闭合开关S，电流表指针偏转明显，说明电路为通路；发现灯泡不亮，而电压表指针几乎不动，则与电压表并联的灯短路，又连接无误，可判断灯座内部出现短路；
（4）因1.8V小于额定电压2.5V，故应减小滑动变阻器的电压，由分压原理，滑片向A移动；
（5）电流表分度值为0.02A，示数为0.28A，所以，灯的额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．
故答案为：（1）20Ω 0.5A；（2）如上图所示；
（3）C；（4）A；（5）0.7．

点评 本题测量小灯泡的功率，主要考查器材的选择、电路的连接、常见故障的判断、操作过程、额定功率的计算等知识，属中考的热点题．