Question

小明同学进行“测定小灯泡电功率”的实验．实验中使用的小灯泡标有“3.8V”字样，滑动变阻器标有“20Ω、2A”字样，电源电压为6V且不变．
（1）小明连接的电路如图所示，图中尚有两根导线未连接，请用笔画线代替导线在图中正确连接．（电流表的量程选择0～0.6A）
（2）小明正确连接电路，闭合开关前，应将变阻器的滑片放在______端（选填“a”或“b”）；他闭合开关后，移动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮．在查找电路故障时发现，电流表示数、电压表示数均为零．若电路中只有一处故障且只发生在小灯泡或滑动变阻器上，电路故障是______．（填正确选项的序号）
A．灯泡短路
B．灯泡断路
C．滑动变阻器短路
D．滑动变阻器断路
（3）小明改正电路故障后，闭合开关，移动滑片，他发现当变阻器的滑片恰好在中点时，小灯泡正常发光，则小灯的额定功率为______W．

Answer 1

解：（1）把灯泡、电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示．
故答案为：电路图如图所示．
（2）小明正确连接电路，闭合开关前，应将变阻器的滑片放在a端；闭合开关后，移动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮．在查找电路故障时发现，电流表示数、电压表示数均为零．若电路中只有一处故障且只发生在小灯泡或滑动变阻器上，电路故障是：滑动变阻器断路，选D．
故答案为：a；D．
（3）灯泡正常发光时，灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压U_额=3.8V，由串联电路特点知，滑动变阻器两端电压
U_滑=U-U_额=6V-3.8V=2.2V；由题意知，此时滑动变阻器接入电路的电阻值为R_滑′===10Ω，由欧姆定律可求出流过电路的电流I===0.22A，灯泡的额定功率P=U_额I=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案为：0.836．
分析：（1）由图知，灯泡与电流表连线不完整，把灯泡与电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端；
（2）连接电路闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值，根据滑动变阻器的接法判断滑片的位置；
闭合开关，移动滑动变阻器滑片，灯泡始终不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外电路断路；电流表无示数说明电路断路；电压表无示数说明电压表不能与电源两极相连，电压表并联电路之外存在断路；电路中只有一处故障且只发生在小灯泡或滑动变阻器上，综合分析可知电路故障是滑动变阻器断路．
（3）灯泡正常发光，灯泡两端的电压等于它的额定电压，由串联电路的特点可求出滑动变阻器两端的电压；由题意可求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，由欧姆定律可求出电路电流；最后由P=UI可求出灯泡的额定功率．
点评：本题考查了连接电路图、滑动变阻器的使用、电路故障分析、求灯泡的额定功率，是实验的常考内容；
第三问求灯泡的额定功率有一定的难度，知道灯泡正常发光时的电压为额定电压、熟练掌握串联电路的特点、欧姆定律、功率公式是正确解题的关键．