Question

14．在“测量标有‘2.5V’字样小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供的器材有电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源和标有“30Ω 0.5A”的滑动变阻器，小宇同学已连接好如图甲所示的部分实验电路．

（1）请用笔划线代替导线将电路连接完整，要求闭合开关后，使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮；
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，且电压表的示数为0，电流表示数不为0，则出现故障的原因可能是灯泡短路；
（3）排除故障后，调节滑动变阻器，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图所示，小灯泡的额定电流为0.24A，小灯泡的额定功率为0.6W；小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为8.3Ω（保留1位小数）．

Answer 1

分析 （1）将变阻器与灯泡串联，滑片向右移动，灯泡变亮，则电阻应变小，电流表与灯泡串联；
（2）电流表有示数，说明电路为通路，然后根据灯泡不亮和电压表示数为零以及断路和短路的特点判断电路故障；
（3）当灯泡两端的电压等于额定电压时，灯泡正常发光，根据图读出电流表的示数，注意量程和分度值；由R=$\frac{U}{I}$计算出电阻，由P=UI计算出电功率．

解答 解：（1）将电流表与灯泡串联，可选择0～0.6A的量程；
将变阻器与灯泡串联，滑片向右移动，灯泡变亮，则电阻应变小，所以变阻器下面应连接右边的D接线柱，如图所示：

（2）电流表有示数，说明电路为通路；电压表示数为零，说明和电压表并联的灯泡发生短路．
（3）灯泡的额定电压为2.5V，则当电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光；
由图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
根据串联分压可知，滑动变阻器两端的电压U′=4.5V-2.5V=2V，
则滑动变阻器接入电路的电阻R=$\frac{U′}{I}$=$\frac{2V}{0.24A}$≈8.3Ω．
故答案为：
（1）见上图；（2）灯泡短路；（3）0.24；0.6；8.3．

点评 本题考查了电路故障的判断和电路设计等，这些知识点是伏安法测功率中最常见的内容，也是常考的内容．