Question

2．小辉研究小灯泡的亮度变化．他用如图2所示实验器材，小灯泡额定电压为3.8V．

（l）按电路图用笔画线连接实物图，要求滑动变阻器滑片向左移动，小灯泡变亮．
（2）闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近6V．由此断定电路故障是C
A．L 短路      B．R 短路      C．L 断路     D．R 断路
（3）小辉解决电路故障后，闭合开关，并移动滑动变阻器的滑片，记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，当使小灯泡正常发光时，电流表示数如图3所示，请帮他读出电流表的示数，并把表格补充完整．

电压　U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
电流　I/A	0.18	0.2	0.22	0.25	0.28	0.3	0.32
电功率P/	0.18	0.3	0.44	0.625	0.84	1.14	1.28
灯泡发光情况	很暗------→暗----→正常发光→很亮

（4）小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的．
（5）小灯泡正常发光时的电阻为12.7Ω．（保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压确定电压表的量程，根据电路电流确定电流表量程，灯泡、电流表和开关串联接入电路，电压表与灯泡并联．
（2）灯泡不亮，电流表无示数，电路断路，电源由2节干电池串联组成，电压为3V，电压表示数与电源电压相同，电压表串联在电路中测电源电压，所以灯泡断路；
（3）当电压表示数为小灯泡额定电压U时，灯泡正常发光；由电流表读出电流值I，由公式P=UI求出小灯泡的功率；
（4）灯泡的亮度是由实际功率决定的．
（5）利用R=$\frac{U}{I}$求出灯泡电阻．

解答 解：（1）灯泡额定电压是3.8V，电压表选0～15V量程，电流表选0～0.6A量程，灯泡、电流表、开关、滑动变阻器串联接入电路，电压表与灯泡并联，要求滑动变阻器滑片向左移动，小灯泡变亮，即滑动变阻器连入电路的电阻变小，所以则应将滑片左边的电阻连入电路．如图所示．

（2）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路，由于电流表无示数，电路中没有电流，则电路断路；电压表示数接近6V，是测量电源电压，说明电压表串联在电路中，则断路位置在与电压表并联是电路中，即灯泡L断路；
灯泡L短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0．
灯泡L以外的地方断路，整个电路都处于断开状态，灯泡L不亮，电压表和电流表都没有示数；故选C；
（3）小灯泡正常发光时电压为额定电压U=3.8V，已知电流表量程是0～0.6A，由图丙知电流表示数I=0.3A，则小灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（4）由表格数据可知：灯泡的亮度是由实际功率决定的．
（5）由I=$\frac{U}{R}$得：
灯泡正常发光时电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.3A}$≈12.7Ω．
故答案为：（1）如图所示；（2）C；（3）0.3；1.14；（4）实际功率；（5）12.7．

点评 本题考查了实物图的连接、电压表量程的选择和连接方法、滑动变阻器接线柱的选择和连接方法、电流表读数、功率计算、故障问题分析等，当电压为额定电压时，灯正常发光，功率为额定功率．