Question

5．在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间．所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关、滑动变阻器（50Ω，1A）各一个，导线若干．

（1）如图甲所示是小明没有连接完的实物电路，请用笔画线代替导线将实物图补充完整．
（2）闭合开关前，甲图中的滑片应位于右（左/右）端；闭合开关无论怎样移动变阻器滑片，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C．
    A．灯泡短路      B．滑片P接触不良      C．灯泡断路      D．电阻器短路
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，读数为4V，小灯泡的额定功率为1.2W．
（4）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻，每一次都保持电压表示数为2V，在一次的操作中，小亮把定值电阻R换上20Ω的电阻时，未调节滑片就读取电流表的示数为0.15A，小亮上一次接入的定值电阻R是10Ω．
（5）实验结束后，他的操作应该是C．
    A．先拆除电流表和电压表，再断开开关        B．先断开开关，再拆除电流表和电压表
    C．先断开开关，再拆除电源两端的导线        D．先拆除电源两端的导线，再断开开关．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，电压表连线不完整，根据题意确定电压表量程，电压表应与灯泡并联．
（2）为保护电路，连接电路时，应断开开关，一般情况下将滑动变阻器串联在电路中滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值．
小灯泡不亮，原因有二：断路或短路．具体故障根据电流表或电压表示数确定．
（3）由图乙确定电压表量程与分度值，读出电压表示数，然后由电功率公式P=UI求出灯泡的功率．
（4）根据串联电路的分压作用和R=$\frac{U}{I}$计算出电阻；
（5）整理器材时先断开开关，再拆断电源的导线．

解答 解：（1）灯泡额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，则灯泡额定电压U=IR在3V～4.5V间，电压表应选0～15V量程，电压表与灯泡并联，电路图如图1所示：

（2）连接电路时开关应断开；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P滑至右端；闭合开关，灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表有示数，说明电压表与电源相连通，测量电源电压，则与电压表并联的灯丝断了，电压表串联在电路中，即灯泡断路．
（3）电压表量程是0～15V，由图乙可知，电压表分度值是0.5V，电压表示数是4V，灯泡额定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；
（4）定值电阻两端的电压为：U_R=IR=0.15A×20Ω=3V，U_滑=U-U_R=6V-3V=3V，根据串联电阻的分压作用R=R_滑=20Ω，
上一次电路的电流为：I′=$\frac{{{U}_{滑}}^{′}}{R}$=$\frac{U-{U}_{{R}^{′}}}{R}$=$\frac{6V-2V}{20Ω}$=0.2A，则上一次的电阻为R′=$\frac{{U}_{{R}^{′}}}{{I}^{′}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（5）整理器材时先断开开关，再拆断电源的导线，故选C．
故答案为：（1）电路连接上图所示：（2）右；C（3）4；1.2；（4）10；（5）C．

点评 本题考查了连接电路图、故障分析、电压表读数、求灯泡功率、电阻的计算、器材的整理等问题，属于常见题型，知识点较多，但难度不很大．