Question

1．在“测定小灯泡的额定电功率”的实验中，小佳同学选用的小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，滑动变阻器的最大阻值为10Ω．

（1）为顺利完成实验，现有电压为4.5V和6V的两电池组可供选择，则A．
A．只能选择4.5V的电池组     B．只能选择6V的电池组
C．两电池组均可选用          D．须将其变成10.5V的电池组使用
（2）请用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整．
（3）为测小灯泡的额定功率，移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图丙所示，其值为0.28A，小灯泡的额定功率为0.7W．
（4）小明在实验时，不小心将电流表损坏，由于没有多余的电流表更换，老师取走电流表，并拿来一个电阻箱代替滑动变阻器接在原电路中（不改变电路结构）．闭合开关后，发现灯泡不发光，电压表的示数等于电源电压，则故障的原因可能是灯泡断路（选填短路或断路）；排除故障后，当小灯泡在额定电压下工作时，电阻箱接入电路的阻值为R₀，则计算小灯泡额定功率的表达式为$\frac{2.5V×2V}{{R}_{0}}$（电源电压恒定不变）．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压、灯泡电阻，由I=$\frac{U}{R}$计算出最大电流，结合滑动变阻器最大阻值，由U_总=IR_总，计算出最大电源电压．
（2）根据额定电压，确定电压表量程，电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器串联在电路中，注意“一上一下”．
（3）测量灯泡额定功率，电压表示数为额定电压，读出电流表示数，由P=UI计算出功率．
（4）根据灯泡不亮，电路中可能存在断路，电压表等于电源电压，电压表中间断路，灯泡额定电压下工作时，由U_箱=U-U_灯，I=$\frac{{U}_{箱}}{{R}_{0}}$确定灯泡额定电流，P=UI计算电功率．

解答 解：（1）根据灯泡额定电压U=2.5V，电阻R≈8Ω，由I=$\frac{{U}_{灯}}{{R}_{灯}}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$≈0.3A，当滑动变阻器处于最大阻值R_滑=10Ω时，由R_总=R_灯+R_滑=8Ω+10Ω=18Ω，
由U_总=IR_总=0.3A×18Ω=5.4V，则电源电压最大5.4V，故只能选择4.5V电池组．
（2）根据灯泡额定电压2.5V，电压表选择0-3V量程，滑动变阻器串联在电路中，注意“一上一下”，滑片在最大阻值处，故最好接左边下接线柱，如图所示．

（3）测量灯泡额定功率，电压表示数为额定电压U=2.5V，电流表量程0-0.6A，分度值为0.02A，则电流表示数I=0.28A，由P=UI=2.5V×0.28=0.7W．
（4））根据灯泡不亮，电路中可能存在断路，电压表等于电源电压，电压表中间灯泡断路；灯泡额定电压下工作时，由U_箱=U-U_灯=4.5V-2.5V=2V，由I=$\frac{{U}_{箱}}{{R}_{0}}=\frac{2V}{{R}_{0}}$，灯泡额定功率P_灯=U_灯I=2.5V×$\frac{2V}{{R}_{0}}$，
故答案为：（1）A；（2）如图所示；（3）2.5；0.28；0.7；（4）断路； $\frac{2.5V×2V}{{R}_{0}}$或$\frac{2.5V×（{U}_{总}-2.5V）}{{R}_{0}}$或$\frac{2.5V×（4.5V-2.5V）}{{R}_{0}}$

点评 此题考查了，电源的选择、电路连线、电功率的计算，故障分析，电路的分析，知识点难度较大，特别是电源的选择和电路分析．