Question

在“测定小灯泡额定功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R₁和R₂的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图所示．

（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整；
（2）应该选用的滑动变阻器是______选填“R₁”或“R₂”）；
（3）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来进行操作是______（填序号）；
A．更换小灯泡　　　　　　　　　　　　B．检查电路是否断路
C．向左移动滑动变阻器　　　　　　　　D．向右移动滑动变阻器
（4）如图是根据实验数据绘成的U-I图象，可计算小灯泡的额定功率是______W，当滑动变阻器滑片向左移动时，小灯泡的电阻将______（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（5）该同学将额定电压为3.8V的灯泡取代2.5V的灯泡后继续实验，移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表的示数为0，而电压表有示数，那么发生的故障是______，此时电压表的示数是______V．

Answer 1

解：（1）把电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示．
（2）灯泡额定电压为U_灯=2.5V，电阻约为R=10Ω，电路电流约为I==0.25A，滑动变阻器电压U_滑=U-U_灯=6V-2.5V=3.5V，
滑动变阻器电阻R_滑===14Ω，应选滑动变阻器R₂．
（3）电路连接正确，电流表有示数说明电路不存在断路，小灯泡不亮是因为流过灯泡的电流太小，应移动滑动变阻器滑片使电阻减小，应选D．
（4）由图象知，当电压为灯泡额定电压U=2.5V，时，流过灯泡的电流I=0.2A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路电流减小，灯泡功率减小，温度降低，灯丝电阻减小．
（5）电流表的示数为零，说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源是连接的，灯泡不亮说明灯泡断路，电压表示数等于电源电压U=6V．
故答案为：（1）电路图如图所示．（2）R₂． （3）D．（4）0.5；减小．（5）小灯泡断路；6．

分析：（1）电压表连接不完整，把电压表并联在小灯泡两端．
（2）知道灯泡额定电压和电阻，求出灯泡额定电流．
滑动变阻器与灯泡串联．根据测量电路电压特点，求出灯泡正常工作时，滑动变阻器的电压，求出滑动变阻器的电阻．
（3）电流表有示数，说明电路没有断路；灯泡不亮，说明电路电流太小，应移动滑动变阻器滑片减小接入电路的电阻．
（4）根据图象获得灯泡2.5V时的电流，根据P=UI，计算额定功率．
滑片左移，滑动变阻器接入电路的长度变长，电阻变大，总电阻变大，电路电流减小，灯泡电压减小，温度降低，灯丝电阻减小．
（5）电路原来正常，灯泡突然熄灭，电流表示数为零，说明电路断路，电压表有示数，说明电压表与电源连接，断路位置在小灯泡处，电压表示数为电源电压．
点评：测灯泡电阻或功率的实验中，根据数据确定电压表、电流表、滑动变阻器的规格是一类题型：
电压表的量程一般根据灯泡额定电压或电源电压来确定．
电流表的量程根据I=或I=来确定．
滑动变阻器的规格同时考虑电阻和电流，电阻在够用的情况下，尽量要小一些．