Question

19．在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率（正常发光电阻约为8Ω）的实验中，电源为两节新干电池．

（1）电路连接后，闭合开关，移动滑片（未达到最小阻值），发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是小灯泡短路．
（2）为了测量小灯泡的额定功率，调节滑片使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡额定功率是0.75W．
（3）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小明 选用一个R₀=5Ω的电阻，设计了如图丁的电路及实验方案：
①调节滑片使电压表的示数为额定电压；
②保持滑片位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，测出R₀两端的电压U₀，通过计算得到小灯泡的额定功率．
指出他的设计方案中存在的两个问题：
问题一：电压表正负接线柱接反；问题二：R₀阻值偏大，电压表示数无法调到2.5V．
（4）同学在计算时发现灯泡在亮度不同时电阻不同，原因可能是灯丝的电阻受温度的影响．

Answer 1

分析 （1）移动滑片后，电流表有示数，说明电路中存在短路，电压表有示数，说明电压中间短路．
（2）测量小灯泡额定功率，电压示数应等于额定电压，读出电流表示数，由P=UI计算电功率．
（3）检查设计问题时，首先考虑电表的正负接线柱、量程，然后考虑能否满足设计要求；
（4）根据灯丝的电阻随温度的变化而变化分析．

解答 解
（1）移动滑片后，电流表有示数，说明电路中存在短路，电压表有示数，说明电压中间小灯泡短路．
（2）测量小灯泡额定功率，电压示数应等于额定电压2.5V，电流表量程0-0.6A，分度值0.02A，电流表示数为0.3A，由P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（3）只将电压表的a点接线改接到c点时，发现电压表的正负接线柱接反，当灯泡正常工作时电流大约为I=0.3A，U₀=IR₀=0.3A×5Ω=1.5V，U=U_灯+U₀=2.5V+1.5V=4V，
则根据实物图两节干电池，电源电压U=3V，则说明R₀阻值偏大，电压表示数无法调到2.5V．
（4）同学在计算时发现灯泡在亮度不同时电阻不同，原因可能是：灯丝的电阻受温度的影响
故答案为：（1）小灯泡短路；（2）0.75；（3）电压表正负接线柱接反；R₀阻值偏大，电压表示数无法调到2.5V；（4）灯丝的电阻受温度的影响．

点评 此题考查了电路基本操作、电路连接、故障分析、电功率计算、电路设计中存在的问题及影响电阻的因素，对学生电路的综合分析能力要求较高．