Question

（2011?平房区一模）某物理活动小组的同学们要测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定电功率．
提供的器材有：电源（12V），电压表（0～3V和0～15V）一块，电流表（0～0.6A和0～3A）一块，滑动变阻器（100Ω  1.5A）和（50Ω  2A）各一个，开关一个，导线若干．

（1）①他们设计了如图甲所示的电路，按照电路图将乙实物图连接了一部分，请你把它连接完整．（用笔画线代替导线，导线不许交叉）
②小组同学正确连接电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表几乎无示数，而电压表示数接近电源电压，其原因可能是

灯泡断路

．
（2）请简述测量小灯泡额定功率的实验过程．
（3）根据测量的数据他们描绘出了如图丙所示的图象，请通过计算说明，他们实验时采用的是哪个规格的滑动变阻器？

Answer 1

分析：（1）①要测量灯泡额定功率，必须使电压表与灯泡并联测量两端电压，电流表与灯泡串联测量通过的电流，滑动变阻器采用“一上一下”的接法与灯泡串联；
②闭合开关，发现灯L不亮、电压表示数接近电源电压、电流表几乎无示数，说明电压表与电路串联，此时电压表分担电源电压；如果是灯短路，则电压表也短路，无示数，据此确定故障原因；
（2）用电器在额定电压下是功率为额定功率．测量灯泡额定功率的原理是P=UI，所以测量过程为：组成测量电路，闭合开关，调节滑动变阻器使灯泡正常发光，记下额定电压和额定电流，利用公式P=UI计算额定功率；
（3）由图象可知电路最小电流，也就是此时电路总电阻最大，即滑动变阻器接入电路的电阻最大；同时知道此时灯泡两端电压和电源电压，所以得到滑动变阻器两端电压；已知滑动变阻器两端电压和通过的电流，利用公式R=

U

I

得到滑动变阻器接入电路的电阻，据此确定滑动变阻器的规格．

解答：解：
（1）①已知灯泡额定电压为2.5V，所以电压表选择0～3V量程，电流表选择0～0.6A量程，滑动变阻器已经连接了右下方的接线柱，再选择左上方的接线柱与灯泡串联．电路连接如下：
②闭合开关后，发现灯L不亮、电压表示数接近电源电压、电流表几乎无示数．如果是灯短路，则它两端的电压表也被短路，无示数；只有灯断路，电压表与电路串联，电压表分担电源电压，其示数接近电源电压，灯不亮，电流表无示数．所以故障原因为灯泡断路；
（2）按图连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V，读出此时电流表示数为I．根据P=UI计算小灯泡的额定功率；
（3）由图象可知，电路中电流最小为0.15A，此时滑动变阻器连入电路中的阻值最大．
此时灯泡两端电压为1V，所以滑动变阻器两端电压为11V．
此时滑动变阻器电阻：R=

U

I最小

=

11V

0.15A

=73Ω，
所以应该选择规格为（100Ω  1.5A）的滑动变阻器．
故答案为：
（1）①电路连接如下图：
；
②灯泡断路；
（2）按图连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V，读出此时电流表示数为I．根据P=UI计算小灯泡的额定功率；
（3）选择规格为（100Ω  1.5A）的滑动变阻器．

点评：此题考查了实物图的连接、电路故障的分析、测量灯泡额定功率的过程和滑动变阻器规格的确定，其中确定滑动变阻器的规格是难点，需要掌握串联电路的电压规律，正确从图象中提取有用的信息是突破此题的关键．