Question

小明做“测量小灯泡的功率”的实验．（小灯泡标有“2.5V”字样，正常发光时的电阻约为7Ω），
（1）请你帮小明设计出实验的电路图，画在虚线框内．

（2）如图所示的是小明连接不完整的实验电路，请你用笔画线代替导线帮他将图中未连接部分连接完整，要求：电压表、电流表选择合适的量程；
（3）连接电路时，开关应该______；闭合开关前，应把滑动变阻器滑片P的位置调到______（选填“A”或“B”）端．
（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为4.5V，产生此故障的原因可能是下列情况中的______．（填写选项前的字母）
A、小电灯短路，B、小灯泡的灯丝断了，C、电压表的正、负接线柱接反，D、变阻器滑片放在了最小阻值处
（5）排除故障后，闭合开关，某时刻电压表和电流表的示数如图甲、乙所示，则此时灯泡两端的电压为______V，流过灯泡的电流为______A，小灯泡的电功率是______W．

Answer 1

解：（1）电压表与灯并联，电流表与灯串联，串联接入滑动变阻器（一上一下）起保护作用和变阻调压以及开关一个，如图所示；
（2）因为小灯泡的额定电压为2.5V，电压表应选0-3V量程；小灯泡电阻约7Ω左右，灯两端的电压最大为3V，通过灯的电流最大为0.43A，电流表用0-0.6A量程；电流两表从正接线柱流入、从负接线柱流出，滑动变阻器“一上一下”的接入，实物图如图；
（3）为了保护电路，连接电路时开关要断开，滑动变阻器滑片P应置于使连入电阻最大的位置，A端；
（4）电流表的示数为零，电压表的示数为4.5V，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，小灯泡处开路，B答案对；
（5）依据两表所选量程读出示数：U=2.4V，I=0.4A，灯的电功率：
P=UI=2.4V×0.4A=0.96W
故答案为：（1）电路图如图所示；
（2）实物连接图如图所示；
（3）断开，A；
（4）B；
（5）2.4V，0.4A，0.96W．
分析：（1）用伏安法测量小灯泡的功率：电压表与灯并联测量灯两端的电压，电流表与灯串联测量通过灯的电流，串联接入滑动变阻器（一上一下）起保护作用和变阻调压以及开关一个；
（2）因为小灯泡的额定电压为2.5V，电压表应选0-3V量程；小灯泡电阻约7Ω左右，灯两端的电压最大为3V，通过灯的电流最大为0.43A，电流表用0-0.6A量程即可；电流两表从正接线柱流入、从负接线柱流出，滑动变阻器“一上一下”的接入；
（3）为了保护电路，连接电路时开关要断开，滑动变阻器滑片P应置于使连入电阻最大的位置（A端）；
（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为4.5V，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为0），只能是开路：小灯泡处开路；
（5）依据两表所选量程读出示数，利用P=UI计算灯的额定功率．
点评：本题涉及电压表和电流表量程的选择和读数、滑动变阻器的使用、电路图的画法、实物图的连接、电路故障分析、电功率的计算，虽综合性强，但都属于基础知识，难度适中．