Question

7．如图所示，小张、小李和小王三位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验，实验中使用的小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样．电源电压为6V且不变．
（1）小张连接的电路如图所示，图中尚有一根导线未连接，请在图中正确连接．
（2）小李正确连接电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片，电压表的示数变大（选填“变大”或“变小”）；当滑片恰好在中点上（即它接入电路的电阻为10欧），小灯正常发光，小灯的额定功率为0.875瓦．
（3）小王正确连接电路，闭合开关，移动变阻器的滑片，小灯始终不亮．小王在查找电路故障时发现，电流表示数为0、电压表示数为6V．若电路中只有一处故障且只发生在小灯或滑动变阻器上，电路故障是灯泡断路．

Answer 1

分析 （1）电压表与灯泡并联；
（2）连接电路时，为了安全，开关处于断开状态，滑动变阻器接入电路的阻值最大；
滑片移动时，变阻器的阻值变小，然后根据欧姆定律判断电路中电流的变化，再根据欧姆定律的变形公式判断电压表示数的变化；
当灯泡两端电压等于额定电压时，灯泡正常发光；根据串联电路电压的特点求出滑动变阻器两端电压，并根据欧姆定律求出电路中的电流，最后根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
（3）电流表示数为零，说明电路有断路；电压表示数等于电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，即与电压表并联的电路断路．

解答 解：（1）将电压表的负接线柱与灯泡的右接线柱相连，如下图所示：

（2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值最大，故将滑片移动最右端；
正确连接电路后，闭合开关，移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，由U=IR可知，灯泡两端电压变大，故电压表示数变大；
灯泡正常发光时，电压表的示数为2.5V，则滑动变阻器两端电压为U_R=6V-2.5V=3.5V，此时电路中的电流：I=$\frac{{U}_{R}}{\frac{1}{2}R}$=$\frac{3.5V}{\frac{1}{2}×20Ω}$=0.35A；
故灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.35A=0.875W；
（3）小灯泡始终不亮，电流表示数为零，说明电路有断路；电压表示数等于电源电压，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．
故答案为：（1）见上图；（2）变大；0.875；（4）灯泡断路．

点评 本题考查了实物电路的连接、实验的注意事项、电路故障分析、求灯泡功率、欧姆定律的应用等问题，本题是实验的常考问题；为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．