Question

19．小明做“测定小灯泡的电功率”的实验，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，电流表、电压表、开关、导线和规格“50Ω 1A”和“10Ω 1.5A”的两种滑动变阻器．图甲是小明还没有连接完成的实物电路．

（1）请你用笔画线代替导线，帮小明将实物图甲中的电路连接完整．
（2）小明正确连接电路后闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是小灯泡（选填“小灯泡”或“滑动阻器”）出现断路．
（3）排除故障后闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移至某点时，电压表的示数如图乙所示，电压表的示数为2.2V．要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向B（选填“A”或“B”）滑动．
（4）小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图丙所示的U-I图象．根据图象可知，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是10Ω．
（5）为顺利完成实验，在实验中应选用规格为“50Ω1A”的滑动变阻器．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压确定电压表的量程，将电压表并联在灯泡两端；
（2）常见的电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（3）电压表示数小于灯泡额定电压，为使灯泡正常发光，应调节滑动变阻器，增大灯泡电压，根据电路图确定滑片的移动方向．
（4）根据图乙读出灯泡正常发光时，灯泡的额定电流，然后根据P=UI求出灯泡的额定功率，；
根据图乙读出灯泡两端电压为1.5V时对应的电流，然后根据R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡此时的阻值；
（5）根据串联电路特点，由欧姆定律经过计算确定使用哪个滑动变阻器．

解答 解：（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表应选0～3V量程，电压表与灯泡并联，电路图如图所示：

（2）灯泡不亮，故障可能是电路断路，也可能是灯泡短路；
电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；因此故障为灯泡断路．
（3）由图知电压表的量程为0-3V，分度值为0.1V，电压表的示数为2.2V，电压表示数小于灯泡额定电压，由电路图可知，向B移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路的阻值变小，灯泡两端电压变大．
（4）根据图丙可知，当灯泡两端电压为1.5V时，通过灯泡的电流为0.15A，故此时灯丝的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
（5）灯泡正常发光时U_灯=2.5V，I_灯=0.25A，滑动变阻器电压U_滑=U-U_灯=6V-2.5V=3.5V，
滑动变阻器阻值R_滑动=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{灯}}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，所以应选择规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器．
故答案为：（1）如图所示；（2）小灯泡；（3）2.2；B；（4）10；（5）“50Ω 1A”．

点评 本实验考查了电压表量程的选择、实物电路的连接、根据图象得出有用信息的能力；由I-U图象找出电压对应的电流，熟练应用欧姆定律计算公式的应用是正确解题的关键．