Question

8．如图甲是同学们在做“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验电路图，已知小灯泡的额定电压为6V，正常工作时的电流约为0.3A，现有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，规格为“10Ω2A”“50Ω1.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干、电源一个．

（1）图乙已连接了部分电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整．要求：滑片向右移时灯泡变亮．
（2）小明同学正确连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表示数为零，电压表示数接近电源电压则电路中的问题可能是灯泡断路．
（3）小华同学选用了正确连接电路后，闭合开关记录了第1组数据；滑片P继续向右移动，当小灯泡正常发光时，电流表示数如丙图所示，请帮小华将电流表的示数记入表格中空白处；当滑片P移到最右端时，小灯泡闪亮一下后熄灭，然后他们记录了第3组数据；从表中数据可知小华所用的电源电压为12V，小灯泡正常发光时的电阻为20Ω，滑动变阻器的规格是50Ω 1.5A．

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A
1	3	0.18
2	6	0.3
3	12	0

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据题目要求确定滑动变阻器接法，把滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端．
（2）根据电路故障分析电路故障原因．
（3）由图示电流表确定其量程与分度值，读出电流表示数；灯泡断路时，电压表测电源电压，由表中实验数据可以求出电压电压，求出灯泡正常发光时的电流，由欧姆定律可以求出灯泡电阻；由串联电路特点及欧姆定律可以求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值，然后选择滑动变阻器．

解答 解：
（1）灯泡额定电压是6V，电压表选0～15V量程，滑动变阻器在连接时要遵守“一上一下”的原则；
当滑片向右移时灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电路中的电阻减小，所以从开关出来的导线应与滑动变阻器右边下方接线柱连接，连接好的电路图如图所示：
；
（2）电流表示数为零，说明电路断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，故电路故障是灯泡断路；
（3）由图丙所示电流表可知，其量程是0～0.6A，分度值是0.02A，示数为0.3A；
灯泡闪亮一下熄灭，灯泡被烧坏，电路断路，电压表与电源两极相连，
测电源电压，由表中实验数据可知，电源电压为12V；
由表中实验数据可知，灯泡额定电压6V所对应的电流是0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$得灯泡此时电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
灯泡和滑动变阻器是串联，灯泡正常发光时，
滑动变阻器电压U_滑=U-U_L=12V-6V=6V
此时滑动变阻器接入电路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，则滑动变阻器选择“50Ω 1.5A”．
故答案为：（1）见上图；（2）灯泡断路；（3）0.3；12；20；50Ω 1.5A．

点评 本题通过测灯泡的电功率，考查了实验器材的选择、数据的处理、电路故障的判断等，本题体现了注重学生的实验能力、动手操作能力和处理问题的能力．