Question

11．如图1甲所示是用电压表和电流表测量某一小灯泡灯丝正常发光时的电阻和电功率所用的实物图，该小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为15Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将电路补充完整（要求：①连线不交叉；②滑片向左移，灯泡变暗）；
（2）将滑片置于右（选填“左”或“右）端，闭合开关S，发现电压表的示数为1.2V，这时应向右移动滑片，直到电压表示数为2.5V为止，小灯泡正常发光，电流表示数如图1乙所示，小灯泡的额定功率为0.35W；

（3）若闭合开关时，小灯泡不发光，但发现电流表有示数、电压表无示数，则电路出现故障原因可能是灯泡短路；
（4）如图2所示是小刚同学设计制作的“三用”电表，其中所用电流表的量程为0～0.6A，电源为两节新干电池，利用该装置可以测量通过用电器的电流、用电器两端的电压、导体的电阻．
①将AB串联接入电路，开关S接3，可将该装置当作电流表使用；
②开关S接1，该装置可当作电压表使用，若该装置作为电压表使用时的量程为0～3V，则定值电阻R₀的阻值为5Ω；
③小刚用“三用”电表测量另一标有“2.5V”小灯泡的电阻时，电流表的示数为0.2A，则此时该灯泡的电阻为15Ω．

Answer 1

分析 （1）伏安法测灯泡电阻与电功率实验中，灯泡、滑动变阻器、电流表串联，电压表与灯泡并联，根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，据此连接电路图，连接电路图时，注意电表正负接线柱不要接反．
（2）为保护电路，闭合开关前滑片应置于阻值最大处，电压表示数小于灯泡额定电压，应移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使灯泡电压增大，直到电压表示数等于灯泡额定电压为止．与图2所示电流表确定电流表量程与分度值，读出电流表示数，由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率．
（3）常见的电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（4）分析清楚电路结构，根据电路结构，应用串联电路特点与欧姆定律分析答题．

解答 解：（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表可选0～3V量程，因此电流表可选0～0.6A量程，灯泡、滑动变阻器、电流表串联，电压表与灯泡并联，电路图如图所示：

（2）为保护电路，闭合开关前，滑片应置于B端；电压表示数为1.2V，小于灯泡额定电压，由电路图可知，应向右移动滑片，直到电压表示数为灯泡额定电压2.5V为止；电流表量程是0～0.6A，由图1所示电流表可知，电流表分度值是0.02A，电流表示数是0.14A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.14A=0.35W．
（3）闭合开关，小灯泡不发光，电路存在断路或灯泡发生短路，电流表有示数，说明电路不存在断路，电压表无示数，说明与电压表并联的灯泡短路．
（4）①将AB串联接入电路，开关S接3，可将该装置当作电流表使用；
②开关S接1时，电流表与电阻串联，该装置可当作电压表使用，若该装置作为电压表使用时的量程为0～3V，由I=$\frac{U}{R}$可知，定值电阻R₀的阻值：R₀=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V×2}{0.6A}$=5Ω；
③小刚用“三用”电表测量另一标有“2.5V”小灯泡的电阻时，电流表的示数为0.2A，由I=$\frac{U}{R}$可知，此时该灯泡的电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V×2}{0.2A}$=15Ω；
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）右；向右移动滑片，直到电压表示数为2.5V为止；0.35；（3）灯泡短路；（4）①3；②5；③15．

点评 本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、电表读数、设计实验电路图、求灯泡功率等问题；实验设计有一定的难度；连接实物图时应注意：①电压表、电流表的正负极不要接反．②注意电压表、电流表的量程不要接错．③滑动变阻器的分压与限流接法，滑片移动时阻值的变化应符合题意要求．④作图要美观，连线不要交叉．