Question

如图1是小明设计的测量一个小灯泡额定功率的电路图．已知定值电阻R=15Ω，滑动变阻器R（20Ω   1A），电源电压为18V，小灯泡的额定电压为6V、额定功率约为3W．

（1）闭合开关S前，滑片P应滑到最______．（选填“左端”或“右端”）
（2）请用笔画线代替导线将图2的实物图补充完整．
（3）正确接入电压表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是______．
（4）小明正确连接电路后，进行实验．小灯泡正常发光时，电流表的指针如图3所示，通过小灯泡的电流为______A，其额定功率为______W．
（5）电路中定值电阻R的作用是______．
（6）小明完成上述实验后，小红发现电流表已坏，她利用剩余器材和老师又给的两个开关S₁、S₂及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量．请你在图4的虚线框内画出小红完成实验设计的电路图．

Answer 1

【答案】分析：（1）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，根据电路图确定滑片的位置．
（2）根据灯泡额定电压确定电压表量程，把电压表并联在灯泡两端即可完成电路连接．
（3）常见的电路故障有：断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（4）由图2所示电路图确定电流表量程，由图3所示电流表确定电流表分度值，读出电流表示数，然后由电功率公式P=UI求出灯泡功率．
（5）由电路图可知，定值电阻R串联接入电路，起分压作用，保护电路．
（6）电流表损坏，用电压表测出定值电阻两端电压，求出电路电流，然后求出灯泡功率，据此设计实验电路．
解答：解：（1）由电路图可知：闭合开关S前，滑片P应滑到最右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（2）灯泡额定电压是6V，电压表应选0～15V量程，电压表并联在灯泡两端，电路图如图甲所示．
（3）如果灯泡断路，电路断路，电路电流为零，电流表无示数，灯泡不亮，电压表接在电源两端，电压表示数等于电源电压．
（4）由图2电路图可知，电流表量程是0～0.6A，由图3所示电流表可知，电流表分度值是0.02A，电流表示数是0.48A；灯泡额定功率P=UI=6V×0.48A=2.88W．
（5）电路中定值电阻R的作用是分压．
（6）灯泡与定值电阻、滑动变阻器串联，电压表分别测灯泡电压、灯泡与定值电阻的串联电压，电路图如图乙所示．
故答案为：（1）右端；（2）电路图如图甲所示；（3）灯泡断路；
（4）0.48；2.88；（5）分压；（6）电路图如图乙所示．

点评：本题考查了连接电路图、电路故障分析、电表读数、求灯泡功率、实验电路设计等问题，有一定难度；连接电路图时，注意电压表量程的选择；应用串联电路电流相等的特点、串联电路电压特点是设计实验电路图的关键．