Question

6．在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，提供了以下器材：电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω，两个滑动变阻器甲“0-5Ω”、和乙“0-15Ω”．
（1）连接电路时开关应断开，应选用乙（填“甲”或“乙”）滑动变阻器．
（2）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整．

（3）闭合开关前，图17中滑动变阻器的滑片P应位于A端（选填“A”或“B”）．
（4）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片P向B端（选填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为2.5V．
（5）小叶同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图3所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（6）小叶同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是灯泡断路（写出一种即可）．

Answer 1

分析 （1）为保护电路，连接电路时，开关应断开；
根据欧姆定律求出灯正常发光时的电流大小，由串联电路电压的规律求出灯正常工作时变阻器分得的电压，由欧姆定律求出变阻器连入电阻中的电阻大小，确定变阻器的规格；
（2）由（1）求出的灯正常工作时的电流大小确定电流表的量程，将电流表串联接入电路中；
（3）为保护电路，连接电路时，变阻器连入电路中的电阻最大；
（4）根据图2，确定电压表的量程、最小分度值，由图读出电压表的示数；并与灯的额定电压比较，
根据串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片的移动方向；
（5）由图3找出灯泡额定电压对应的电流，由公式P=UI求出灯泡的额定功率；
（6）连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，可能电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极连通，则灯与电压表并联的支路以外的电路是连通的，则与电压表并联的灯断路了．

解答 解：（1）电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，根据串联电路电压的规律，
灯正常工作时，变阻器分得的电压为U_滑=4.5V-2.5V=2V；
电阻约为10Ω，根据欧姆定律，灯泡正常发光时的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，由串联电路各处的电流相等，
所以变阻器连入电路中的电阻大小R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$-$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω，即变阻器的电阻至少为8Ω，所以选用乙“0-15Ω”规格的变阻器；
（2）由（1）知，灯泡正常发光时的电流为0.25A，所以，电流表选0-0.6A量程，把灯泡与电流表串联接入电路，电路图如下图所示：

（3）为保护电路，连接电路时，变阻器连入电路中的电阻最大，即滑片移动到A端；
（4）图2中，电压表量程是0-3V，分度值是0.1V，电压表示数是2.2V，小于灯的额定电压2.5V，因灯在额定电压下正常工作，要测量小灯泡的额定功率，应增大灯的电压，由串联电路电压的规律，要减小变阻器的电压，根据分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻大小，所以应将图甲中滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V；
（5）由图3知，灯泡的额定电压U=2.5V对应的电流I=0.2A，灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）经分析，连好电路后闭合开关，移动滑片变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是小灯泡断路．
故答案为：（1）断开；乙；
（2）如上图所示；
（3）A；
（4）2.2；B；
（5）0.5；
（6）灯泡断路．

点评 本题测定小灯泡额定电功率，考查实验注意事项、器材的选择、电路的连接、操作过程、额定功率的计算及常见的分析，综合性较强．