Question

18．测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）用笔画线代替导线，连接完整如图所示的实物电路．
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，原因可能是小灯泡断路 （写出一种即可）．
（3）小明组的电流表已坏，他利用剩余器材和老师又给的一个阻值已知的定值电阻R₀和两个开关S₁、S₂及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量．请你在图2的虚线框内画出小明完成实验设计的电路图．

Answer 1

分析 （1）在测小灯泡电功率的实验中，电流表应与灯泡串联，根据灯泡的额定电压和正常发光时的电阻，利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，即可判断电流表选择的量程．
（2）电流表无示数，说明电路中有断路故障；而电压表有示数，说明电压表的两接线柱与电源两极相连，据此分析电路故障；
（3）电流表损坏了，结合串联电路的特点，用电压表间接测出灯泡正常发光时定值电阻两端的电压，求出电路中的电流，然后求出灯泡的额定功率，据此设计实验电路．

解答 解：（1）由欧姆定律可得，灯泡正常发光时的电流约为：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表应选择0～0.6A量程，将电流表与灯泡串联，实物电路如图1所示：

（2）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路中有断路故障；而电压表有示数，说明电压表的两接线柱与电源两极相连，所以故障可能是小灯泡断路．
（3）电流表损坏了，结合串联电路的特点，用电压表间接测出灯泡正常发光时定值电阻两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的电流，就可求出灯泡的额定功率；
所以，将灯泡、定值电阻R₀、滑动变阻器串联，用电压表分别测出灯泡正常发光时的电压（闭合S、S₁，断开S₂）、灯泡与定值电阻的总电压（闭合S、S₂，断开S₁），电路图如图2所示：

故答案为：（1）如上图1所示；（2）小灯泡断路；（3）如上图2所示．

点评 本题考查了实物电路的连接、电路故障的分析、实验电路的设计，难点是第3小题；应用串联电路电流相等的特点以及串联电路电压的特点是设计实验电路图的关键．