Question

20．在测量小灯泡正常发光时的功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，图甲是未连接完整的实验电路．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大）．
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是灯泡断路．
（3）排除故障后，闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察电压表（选填“电压表”或“电流表”）示数的变化，当电压表的示数如图乙所示时，其读数为1.8V；若要测得小灯泡正常发光时的电阻，滑片P应向A（选填“A”或“B”）端移动．
（4）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制了如图丙所示的I-U图象（不计小灯泡电阻随温度的变化）．分析图象可知，该小灯泡正常发光时的电阻是10Ω；额定功率为0.625W．

Answer 1

分析 （1）根据题意确定滑动变阻器的接法，把滑动变阻器串联接入电路．
（2）电流表无示数，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．
（3）要测量小灯泡正常发光时的电阻，需使小灯泡两端的电压等于额定电压．
确定电压表的量程后读出电压表的数值，根据串分压的知识或欧姆定律判断滑动变阻器阻值的变化，得出滑片移动的方向．
（4）由图象读出灯泡正常发光时的电流，由R=$\frac{U}{I}$计算小灯泡正常发光时的电阻，由P=UI计算额定功率．

解答 解：
（1）滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大，说明电路电阻减小，则滑动变阻器应接左下接线柱，把滑动变阻器串联接入电路，实物电路图如图所示．
；
（2）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此与电压表并联的电路断路，即灯泡断路．
（3）实验中要注意观察电压表的示数，由图乙知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.8V；
要测灯泡正常发光时的电阻，需使灯泡两端电压由1.8V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻减小，滑动变阻器连入电路的部分减小，滑片向A端移动．
（4）灯泡正常发光时的电压等于其额定电压，所以闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，同时观察电压表示数的变化；
由图象可知当灯泡电压为2.5V时通过的电流为0.25A，
所以小灯泡正常发光时的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
灯泡额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案为：（1）见上图；  （2）灯泡断路；（3）电压表；1.8；A；（4）10；0.625．

点评 本题考查了连接实物图时的注意问题、滑动变阻器的使用、电压表的读数、电路故障的判断、电阻和功率的计算等，是一道综合题．