Question

【題目】在“測量小燈泡的電功率”實驗中，小燈泡額定電壓為2.5V（電阻值約為5Ω）。

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整___________ 。

（2）連接好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則出現(xiàn)故障的原因是_____（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”）。

（3）故障排除后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片P到某處時，電壓表示數(shù)為2V，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向_____（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數(shù)為2.5V，此時電流表指針位置如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為_____W。

（4）若此實驗中電流表壞了，為了測出小燈泡的額定功率，小組同學們增加了一個R0=5Ω的定值電阻，設(shè)計了如圖丙所示的電路和如下實驗方案：

①調(diào)節(jié)滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓；

②保持滑片位置不變，只將電壓表a點該接到c點，測出定值電阻R0兩端的電壓U0，通過計算就可得到小燈泡的額定功率。

請你指出該設(shè)計方案中存在的問題：_____。

Answer 1

【答案】 小燈泡短路 左 1.25 ①無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，都不能使燈泡正常發(fā)光；②電壓表的正負接線柱接反，無法測出R0兩端的電壓

【解析】（1）因為滑動變阻器的接線柱要“一上一下”的串聯(lián)在電路中，所以只需將滑動變阻器的上方一個接線柱與開關(guān)的右接線柱連接即可，如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是短路，所以出現(xiàn)故障的原因是小燈泡短路；（3）電壓表示數(shù)為2V時，小于燈泡的額定電壓2.5V，要使燈泡正常發(fā)光，根據(jù)圖甲可知，應(yīng)向左移動滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變小，使電壓表示數(shù)增大，當電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V時，燈泡正常發(fā)光；由乙可知，電流表選擇的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此時電流表示數(shù)是0.5A，則小燈泡的額定功率：P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W。（4）由題意知，電源電壓約為3V，燈泡正常發(fā)光時電阻約為5Ω，當變阻器電阻為零時，設(shè)燈泡兩端的電壓為UL，根據(jù)串聯(lián)電路電流相等的特點有： ，即： ＝ ，解得：UL＝1.5V，所以無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器，都不能使燈泡正常發(fā)光；保持滑片位置不變，只將電壓表的a點接線改接到c點，電壓表的正負接線柱接反，無法測出R0兩端的電壓。