Question

13．在测2.5V小灯泡（电阻大约为10Ω左右）额定功率的实验时，小荣连接了如图1所示的电路，其中电源电压为6V．
【设计并进行实验】
（1）在连接电路时，开关必须断开，请将实物电路连接完整．
（2）在连接电路时，有甲“10Ω 1A”和乙“20Ω 1A”两个滑动变阻器可供选择，则应该选择将变阻器20Ω 1A连入电路，才能保证实验顺利进行．
（3）在连接电路时，开关应断开，滑片应移到B（选填“A”或“B”）处．闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，则产生此故障的原因灯泡断路．
（4）排除故障后，小明调节变阻器滑片的位置，使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V，依次测出通过小灯泡的电流，并观察发光情况，记录在表中．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图2所示，此时小灯泡电阻是8.33Ω（计算结果保留两位小数）．小灯泡的额定功率是0.75W．

U/V	I/A	P/W	灯泡亮度
2	0.25	0.5	暗
2.5			亮
2.8	0.32	0.896	很亮

Answer 1

分析 （1）连接电路时，为了安全，开关必须断开；
根据小灯泡的额定功率确定电压表的量程，且与灯泡并联；根据欧姆定律求出额定电流确定电流表的量程，且与灯泡串联，注意电表的正负接线柱；滑动变阻器连接线柱要一上一下串联入电路中．
（2）计算出小灯泡正常发光时，需要串联的电阻值，根据这个电阻值选择合适的滑动变阻器．
（3）连接电路时，为保护电路，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处；
连接电路时，开关断开，滑片移到滑动变阻器移到最大阻值，防止电路中电流过大烧坏电路元件．灯泡不亮，灯泡可能是短路或断路．根据短路或断路时，电压表、电流表的示数变化情况来确定答案．
（4）由图示电流表确定电流表的量程与分度值，读出电流表示数，然后由欧姆定律的变形公式求出灯泡的电阻，由P=UI求出灯泡功率．

解答 解：（1）连接电路时，为了安全，开关必须断开；
小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程选0～3V，且与灯泡并联；灯泡的额定电流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A＜0.6A，故电流表选0～0.6A的量程，且与灯泡串联，注意电表的正负接线柱；滑动变阻器连接线柱要一上一下串联如电路中．电路图如图：

（2）当灯正常发光时，电路中的电流：I=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路的总电阻：R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω，则变阻器连入的电阻：R=R_总-R_L=24Ω-10Ω=14Ω，
所以滑动变阻器选20Ω 1A．
（3）连接电路时，为了更好的保护电路，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处，即B端；
灯泡不亮，电流表无示数，说明电路故障为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为灯泡断路；
（4）由图示电流表可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，灯泡电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.33Ω；
灯泡功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案为：（1）断开；（2）20Ω 1A；（3）B；灯泡断路；（4）8.33；0.75．

点评 本题考查了实物图的连接、实验的注意事项、电路故障分析、电流表读数、求电阻、求电功率等问题，都属于实验的常考问题，一定要掌握；对电表读数时，要先确定电表的量程与分度值，然后再读数．