Question

20．在测定标有“2.5V”小灯泡（电阻约为8欧）额定功率的实验中，除了电流表、电压表、导线、开关、电源（电压恒为6V），老师还提供了四个变阻器（A．标有“10Ω  1A”的滑动变阻器；B．标有“1.2A”的电阻箱；C．标有“20Ω  0.3A”滑动变阻器；D．标有“50Ω  0.6A”滑动变阻器）．

（1）小科设计了图甲所示电路，他应选用规格为“50Ω0.6A”的滑动变阻器．
（2）图乙是小科根据电路图连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在答题卷的图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
（3）连接好电路合上开关后，调节变阻器使小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.75W．
（4）另一小组在实验过程中合上开关，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数．为了保证实验能正常进行，请你替他提出一种简单而有效解决问题的方法：将电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端．．

Answer 1

分析 （1）由题根据串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常工作时滑动变阻器连入的阻值，从而选择合适的滑动变阻器；
（2）本实验中滑动变阻器应与灯泡串联，电压表应与灯泡并联，由此分析错误并修改电路；
（3）根据电流表的量程和分度值读出其正常工作的电流，由P=UI计算其额定功率；
（4）电压表并联在灯的两端无示数，说明电流表和电压表并联在灯两边了，电流通过电流表形成回路，没有通过灯，所以灯不亮，所以测不到电压；

解答 解：（1）灯泡正常工作时的电流约为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，灯正常工作时的电压为2.5V，
此时滑动变阻器连入电路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{U{-U}_{L}}{I}=\frac{6V-2.5V}{0.3125A}$=11.2Ω＞10Ω，考虑到变阻器的最大阻值允和许通过的最大电流，应选用滑动变阻器D；
（2）测小灯泡额定功率的实验中，滑动变阻器应与灯泡串联，电压表应与灯泡并联，由图乙，滑动变阻器与灯并联，电压表串联在电路中了，修改后如下图所示：
；
（3）由图丙可知，电流表的量程0-0.6A，分度值0.02A，灯泡正常工作时的电流为0.3A，
所以灯泡的其额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，说明灯泡短路了，因此为了保证实验能正常进行，将电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端．
故答案为：（1）50Ω  0.6A；
（2）见上图；
（3）0.75；
（4）将电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端．

点评 此题测定标有“2.5V”小灯泡额定功率的实验，考查器材的选择、电路的连接、额定电功率计算及常见故障的判断与处理，是电学实验题的常见题型，要熟练掌握．