题目内容

13．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小柳同学连接的电路如图甲所示，所用小灯泡额定电压为2.5V，电源电压保持不变．

（1）连接电路时，开关应断开（选填“闭合”或“断开”），应将滑片P放在变阻器的B（选填“A”或“B”）端，电压表应选用的量程是0～3V（选填“0～3V”或“0～15V”）．
（2）连接电路后，闭合开关，小柳发现电流表有示数，但小灯泡不亮，电压表示数为零，故障的原因可能是灯泡短路．（写出一种）
（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，当电流表示数如图乙所示时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为1A，该灯泡的额定功率是2.5W．
（4）小龙同学在测同样规格的小灯泡电功率时，发现电流表3A的量程已损坏，只有0.6A的量程可用．小龙查资料，知道电流表内部有电阻，电阻阻值很小，0.6A量程所对应的内部电阻阻值约为0.1Ω．为顺利完成实验，他设计了如图丙所示电路，想把电流表的量程临时改为1.2A．图中ab是一根长20cm的锰铜电阻丝，总阻值约为0.2Ω，a端用一个夹子固定，另一个夹子可在ab间移动．
实验室提供下列器材：
A．锰铜电阻丝ab长20cm，总阻值约为0.2Ω
B．滑动变阻器（0～10Ω）
C．滑动变阻器（0～50Ω）
D．蓄电池电压24V
E．开关一个，夹子两个，导线若干
①小龙实验时应选择的滑动变阻器是C（填字母代号）．
②小龙实验操作步骤如下：
Ⅰ按照图丙连接电路，滑动变阻器的滑片放在电阻最大的位置，开关处于断开状态，同时断开锰铜电阻丝b端的夹子；
Ⅱ闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为0.6A；
Ⅲ保持滑动变阻器接入电路的电阻不变，然后接上并移动ab上的夹子，使电流表的示数为0.3A．
这样电流表的量程就临时改为了1.2A．

分析 （1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值；根据灯泡的额定电压判断电压表的量程；
（2）灯泡不亮、电压表无示数，说明灯泡发生了短路．
（3）由图丙所示电表确定电表量程与分度值，读出电表示数，然后根据p=UI算出功率．
（4）根据电流表的内阻和锰铜电阻丝的电阻很小选择滑动变阻器；滑动变阻器的滑片可以使电流表的示数为0.6A；
可以从扩大电流表量程着手，连一个分流电阻．

解答 解：（1）连接电路时，开关应断开；由电路图知，闭合开关前，滑片应置于B端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；
因为灯泡的额定电压为2.5V，故电压表的量程为0～3V；
（2）闭合开关，小柳发现电流表有示数，但小灯泡不亮，说明电路没有发生断路，而是短路，又因为电压表示数为零，所以与电压表并联的灯泡发生短路；
（3）由图乙所示电流表可知，电流表量程是0～3A，分度值是0.1A，电流表示数是1A；
小灯泡正常发光时的功率：P=UI=2.5V×1A=2.5W；
（4）①因为电流表的内阻和锰铜电阻丝的电阻很小，为了保护电路，选择电阻较大的滑动变阻器即0～50Ω的，故选C；
Ⅱ闭合开关，调节滑动变阻器的滑片以改变电路中的总电阻，根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，可以使电流表的示数为0.6A；
Ⅲ把电流表扩大一倍的量程，可以在电流表的两端并联一个分流电阻，分流电阻和电流表内阻相等，从而使电流表的示数减半，故保持滑动变阻器接入电路的电阻不变，然后接上并移动ab上的夹子，使电流表的示数为0.3A．
故答案为：（1）断开；B；0～3V；（2）小灯泡被短路；（3）1；25；
（4）①C；Ⅱ调节滑动变阻器的滑片；Ⅲ保持滑动变阻器接入电路的电阻不变，然后接上并移动ab上的夹子，使电流表的示数为0.3A．

点评 本题考查了实验注意事项、电表读数、求的电功率等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；对电表读数时，要先确定电表量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度线垂直．

练习册系列答案
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