Question

14．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）．

（1）为能顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用B．
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器       B．“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整．
（3）连接电路时，开关应断开，同时将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到A端（选填“A”或“B”），最后接入电路中的电路元件是电压表．
（4）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是灯泡断路．
（5）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，其读数是2.2 V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向B端移动（选填“A”或“B”）．
（6）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示．分析图象可知：该小灯泡正常发光时的额定功率为0.5 W．

Answer 1

分析 （1）选择滑动变阻器的规格，要从电路需要滑动变阻器的最大电阻和电路允许通过的最大电流考虑：
滑动变阻器的最大阻值要稍大于电路需要滑动变阻器的最大阻值．
滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流．
（2）根据灯泡正常工作时电流的大约值确定电流表的量程，然后使电流表与灯泡串联连接；
（3）连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处；注意按照先串后并的连接顺序；
（4）电流表无示数，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（5）根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表示数；根据串联分压特点确定滑片移动方向；
（6）根据图丙读出额定电压为2.5V时电流值，由P=UI计算出小灯泡的额电功率．

解答 解：（1）灯泡正常工作时电流：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.2A．
测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V；
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器电阻为：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{L}}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω，
故滑动变阻器应选“20Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（2）因为灯泡的额定电流约为0.2A，因此电流表量程选择0～0.6A量程；
将电流表的0.6A接线柱与灯泡的左接线柱相连，如下图所示：

（3）连接电路时，开关处于断开状态；闭合开关前，需滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，即将滑片位于A端；按照先串后并的连接顺序，最后接入电路的应该是电压表；
（4）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此与电压表并联的电路断路，即灯泡断路．
（5）根据图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V；
要测量灯泡的额定功率，需使电压表的示数为2.5V，因此需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向B端移动；
（6）观察图丙可知，当小灯泡的电压为2.5V时，电流为0.2A，小灯泡的额电功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：（1）B；（2）见上图；（3）A；电压表；（4）灯泡断路；（5）2.2；B；（6）0.5．

点评 本题考查了连接实物电路图、连接实物图的注意事项、故障分析、滑动变阻器的使用、欧姆定律以及串联电路分压的特点等问题；连接实物电路图时，注意仪表量程的选择．