Question

19．一只小灯泡的额定电压为2.0V，正常发光时的电阻约为8Ω．小明想测量这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：一个电压表、一个电流表、一个开关，电压为6V的电源，滑动变阻器有A规格：“10Ω 2A”、B规格：“30Ω 1A”可选．导线若干．

（1）本实验应该选择B（选填“A”或“B”）规格的滑动变阻器．
（2）请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑片向左滑动时变阻器阻值变小）．
（3）小明在连接好电路的最后一根导线时，发现电压表指针立刻偏到最大刻度处，小灯泡却不亮，且电流表也没有示数，上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是连接电路时，没有断开开关，出现上述故障的原因可能是灯泡断路．
（4）排除故障后，小明发现他很幸运，电压表并没有因此而损坏．小明便开始进行测量，调节滑动变阻器滑片位置直到电压表读数为2.0V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为0.52W．

Answer 1

分析 （1）根据电路特点和欧姆定律计算灯泡正常发光滑动变阻器连入阻值，从而确定滑动变阻器的规格；
（3）实验中，灯、电流表、滑动变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压，根据灯泡正常发光电压和电流确定电表量程，由此连接电路；
（3）连接电路时开关应断开，由此分析操作不规范之处；电流表无示数可能是电路发生断路，根据电压表有示数判断故障原因所在；
（4）由图示电流表确定其量程与分度值，读出其示数，然后又P=UI 求出灯泡额定功率．

解答 解：
（1）由欧姆定律可知，灯泡正常发光时电路中电流约为：
I=I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.0V}{8Ω}$=0.25A，
由串联电路特点和欧姆定律可得此时变阻器连入阻值：
R_滑=R_总-R_L=$\frac{6V}{0.25A}$-8Ω=16Ω，
所以应选择规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器B；
（2）测量灯泡额定功率的实验中，灯泡、电流表、滑动变阻器应串联，由灯泡正常发光电路可知电流表应使用0-0.6A量程，由灯泡额定电压知电压表应使用0-3V表量程与灯泡并联，滑动变阻器一上一下接入电路，如图所示：
；
（3）连接好电路的最后一根导线时，电压表指针立刻偏到最大刻度处，说明连接电路时没有断开开关；小灯泡不亮，可能电路存在断路或灯泡发生短路，电流表没有示数，说明电路存在断路，电压表指针指到最大刻度处，说明电压表与电源两端相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的灯泡断路；
（4）由图示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A，
所以灯泡额定功率：P=UI=2V×0.26A=0.52W．
故答案为：（1）B；（2）见上图；（3）连接电路时，没有断开开关；灯泡断路；（4）0.52．

点评 本题考查了实验器材的选择、连接实物电路图、电路故障分析、电表读数、求功率等问题，是实验的常考问题，一定要掌握，对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．