Question

（2012?武汉模拟）小明和小红二位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验．实验中使用的小灯均标有“3.8V”字样，所用电源和滑动变阻器相同．

①小明按图（a）正确连接电路，并将变阻器的滑片移至最右端．闭合电键后，三个电表的示数如图（b）、（c）、（d）所示，则他们所用的电源电压为

6

伏．接着他移动变阻器的滑片，当小灯正常发光时，观察到变阻器的滑片恰好在中点上（即它接入电路的电阻为最大阻值的一半），小灯的额定功率为

0.836

瓦．
②小红连接的电路如图所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔线代替导线在图中正确连接．要求：闭合电键S后，能使变阻器接入电路中的电阻最大．
正确连接电路后，小红闭合电键，电路正常工作．一段时间后，三个电表中只有一个电表的示数变大．若电路中只有一处故障，且只发生在小灯L或变阻器R上，则示数变大的电表可能是

V₁（或V₂）

（选填“A”、“V₁”或“V₂”），此时电路中存在的故障可能是

变阻器R断路（或灯L断路）

．

Answer 1

分析：①由图a可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表V₁测灯泡电压，电压表V₂测电源两端电压，电压表V₂示数应大于电压表V₁示数；由图b与图c可知，当电压表V₁量程是0～3V，电压表V₂量程是0～15V时，电压表V₂示数大于电压表V₁示数；由图示电压表与电流表确定它们的量程与最小分度值，读出它们的示数，确定电源电压；然后由串联电路的特点及欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，由串联嗲忙了特点与欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率．
②根据题目要求，把滑动变阻器串联接入电路；常见的电路故障有断路与短路两种，根据题意分析电路故障．

解答：解：①由图a可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测灯泡电压，电压表V₂测电源两端电压，电压表V₂示数应大于电压表V₁示数；由图b、c所示电压表可知，电压表V₁指针偏转角度大于电压表V₂指针偏转角度，则电压表V₁量程是0～3V，最小分度值是0.1V，读数U_V1=2V，电压表V₂量程是0～15V，最小分度值是0.5V，电压表读数U_V2=6V，电源电压U=U_V2=6V；由图d所示电流表可知，电流表的量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，电流表读数I=0.2A；
闭合开关时，滑动变阻器两端的电压U_滑=U_V2-U_V1=6V-2V=4V，
滑动变阻器的最大阻值R_滑=

U滑

I

=

4V

0.2A

=20Ω；
由题意知，灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑′=

20Ω

2

=10Ω，
滑动变阻器两端的电压U_滑′=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
此时电路电流I′=

U滑′

R滑′

=

2.2V

10Ω

=0.22A，灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W．
②把滑动变阻器与灯泡串联接入电路，当滑动变阻器接左下接线柱时，闭合电键S后，能使变阻器接入电路中的电阻最大，电路图如图所示：
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测滑动变阻器两端电压，电压表V₂测灯泡两端电压，电流表测电路电流；如果灯泡短路，则电流表与电压表V₁示数都变大，不符合题意；如果滑动变阻器短路，则电流表与电压表V₂示数都变大，不符合题意；如果灯泡断路，则电流表与电压表V₂示数都变小，示数为零，电压表V₁示数变大，符合题意；如果滑动变阻器断路，则电流表与电压表V₂示数都变小，电压表V₁示数变大，符合题意；
故答案为：①6；0.836；②电路图如图所示；V₁（或V₂）；变阻器R断路（或小灯L断路）．

点评：①本题考查了求电源电压与灯泡额定功率，分析清楚电路结构，明确各电路元件的连接方式、确定两个电压表的量程、读出它们的示数是本题的难点，也是正确解题的前提与关键．
②本题考查了连接电路图、分析电路故障，连接电路图时，要符合题目要求；知道常见的电路故障、根据电路故障现象即可正确找出电路故障．