Question

小枫和小红同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电源电压为3V 且保持不变，滑动变阻器标有“3A 5Ω”的字样，所用小灯泡是额定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个．
（1）小枫连接的电路如图（a ）所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔画线代替导线在图中正确连接．
（2）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到________（填写“最左”或“最右”）端．
（3）小枫在闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近某位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图（b）所示，则该实验中所用小灯泡的额定功率为________W．接着，小枫又移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡发出耀眼的亮光，则此时小灯泡的电功率________　额定功率（选填“小于”“等于”或“大于”），可判断他是将滑片向变阻器的________端移动（选填“左”或“右”）．
（4）小红在闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表有示数，电压表的示数为O，产生此故障的原因可能是________；排除故障后，按正确的操作程序闭合开关，发现电流表的指针指到0.22A、然后又慢慢指到0.20A，电流表示数减小的原因是________．

Answer 1

解：
（1）由实物图可以看出，大部分电路连接完成，只要将电流表的左侧接线柱与开关的左侧接线柱用一根导线连接即可．连接方法如下：

（2）要使滑动变阻器滑片在最大阻值处，也就是在离已连接的下端的接线柱最远的位置．由图知，需要将滑片移到最左端．
故答案为：最左．
（3）①首先确认小灯泡选择的是哪一个，解决问题的关键在于理解“滑片在中点附近某位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图”这句话．此时滑动变阻器接入电路阻值为最大阻值的一半即2.5Ω，由图可知电路中电流为0.3A，则滑动变阻器两端的电压为U₁=2.5Ω×0.3A=0.75V，
根据串联电路电压的特点，小灯泡两端的电压为U₂=3V-0.75V=2.25V．因为此时小灯泡正常发光，因此这个电压就接近灯泡的额定电压，考虑到导线电阻，因此实验中选择的是标有“2.2V”字样的那个灯泡．
所以小灯泡的额定功率为额定电压和额定电流的乘积，即P=UI=2.2V×0.3A=0.66W；
②灯泡亮度决定于灯泡的实际功率．移动滑片时，小灯泡发光较亮，说明实际功率变大．
③小灯泡两端电压增大，电路中的电流增大，在电源电压一定时，说明电路总电阻减小，因此滑片应向电阻减小的那端--右端移动．
故答案为：0.66；大于；右．
（4）闭合开关，灯泡不发光，电流表有示数，电压表的示数为O，产生此故障的原因可能是灯泡短路；
刚闭合开关，灯丝温度较大，电流较大；过一会，温度升高，电阻增大，所以电流减小了．
故答案为：灯泡短路；灯丝温度升高，电阻增大．
分析：（1）电流表串联在电路中测通过灯泡的电流．
（2）为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器滑片要位于最大阻值处．
（3）①根据电流表的量程和分度值可知电流示数的可能值，根据欧姆定律求出此时滑动变阻器两端的电压，结合电源的电压即可判断灯泡的额定电压；根据P=UI求出灯泡的额定功率；
②用电器的工作状态决定于实际功率．当小灯泡两端的电压高于额定电压时，实际功率大于额定功率，此时小灯泡发出耀眼的光；
③根据串联电路电阻的分压特点可知滑片移动的方向．
（4）闭合开关，灯泡不亮，原因可能是：灯泡短路、电路断路或电路电流太小，电流表有示数说明电路不是断路；电压表无示数，原因可能是：电路断路（前面已排除），并联部分（灯泡）发生短路；
灯丝电阻受温度影响较大，温度升高电阻增大．
点评：本题考查了电流表的连接、电流表的读数、滑动变阻器的正确使用、串联电路的特点和欧姆定律以及电功率的计算，关键是会根据欧姆定律和滑片的位置确定灯泡的额定电流和额定电压．