Question

如圖1是小明設計的測量一個小燈泡額定功率的電路圖．已知定值電阻R=15Ω，滑動變阻器R（20Ω   1A），電源電壓為18V，小燈泡的額定電壓為6V、額定功率約為3W．

（1）閉合開關S前，滑片P應滑到最______．（選填“左端”或“右端”）
（2）請用筆畫線代替導線將圖2的實物圖補充完整．
（3）正確接入電壓表后閉合開關，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表示數等于電源電壓，其故障可能是______．
（4）小明正確連接電路后，進行實驗．小燈泡正常發光時，電流表的指針如圖3所示，通過小燈泡的電流為______A，其額定功率為______W．
（5）電路中定值電阻R的作用是______．
（6）小明完成上述實驗后，小紅發現電流表已壞，她利用剩余器材和老師又給的兩個開關S₁、S₂及導線，也完成了對小燈泡額定功率的測量．請你在圖4的虛線框內畫出小紅完成實驗設計的電路圖．

Answer 1

【答案】分析：（1）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值，根據電路圖確定滑片的位置．
（2）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，把電壓表并聯在燈泡兩端即可完成電路連接．
（3）常見的電路故障有：斷路與短路兩種，根據電路故障現象分析電路故障原因．
（4）由圖2所示電路圖確定電流表量程，由圖3所示電流表確定電流表分度值，讀出電流表示數，然后由電功率公式P=UI求出燈泡功率．
（5）由電路圖可知，定值電阻R串聯接入電路，起分壓作用，保護電路．
（6）電流表損壞，用電壓表測出定值電阻兩端電壓，求出電路電流，然后求出燈泡功率，據此設計實驗電路．
解答：解：（1）由電路圖可知：閉合開關S前，滑片P應滑到最右端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（2）燈泡額定電壓是6V，電壓表應選0～15V量程，電壓表并聯在燈泡兩端，電路圖如圖甲所示．
（3）如果燈泡斷路，電路斷路，電路電流為零，電流表無示數，燈泡不亮，電壓表接在電源兩端，電壓表示數等于電源電壓．
（4）由圖2電路圖可知，電流表量程是0～0.6A，由圖3所示電流表可知，電流表分度值是0.02A，電流表示數是0.48A；燈泡額定功率P=UI=6V×0.48A=2.88W．
（5）電路中定值電阻R的作用是分壓．
（6）燈泡與定值電阻、滑動變阻器串聯，電壓表分別測燈泡電壓、燈泡與定值電阻的串聯電壓，電路圖如圖乙所示．
故答案為：（1）右端；（2）電路圖如圖甲所示；（3）燈泡斷路；
（4）0.48；2.88；（5）分壓；（6）電路圖如圖乙所示．

點評：本題考查了連接電路圖、電路故障分析、電表讀數、求燈泡功率、實驗電路設計等問題，有一定難度；連接電路圖時，注意電壓表量程的選擇；應用串聯電路電流相等的特點、串聯電路電壓特點是設計實驗電路圖的關鍵．