Question

如图是小明设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图．已知定值电阻R0=15Ω，滑动变阻器R（20Ω 1A），电源电压为18V，小灯泡的额定电压为6V．
（1）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到最

右端

．（选填“左端”或“右端”）
（2）小明按电路图连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光．导致上述现象的不规范操作是

连接电路时没有断开开关

．
（3）小明正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮，小明分析后确定是灯泡的故障．若电流表没有示数，电压表有示数且接近电源电压，可以判断灯泡

断路

；若电流表有示数，电压表几乎没有示数，可以判断灯泡

短路

．
（4）小明排除电路故障后，进行实验．小灯泡正常发光时，电流表的指针如图b所示，则小灯泡的额定功率为

2.88

W；若将一标有“6V  2400mAh”的蓄电池充满电后，可以让这个灯泡单独持续正常发光

5

小时．（铭牌中“蓄电池：6V  2400mAh的“2400mAh“表示电池充满电后，若以2400mA电流对外供电可持续放电1小时．）
（5）该组同学分别又测量三组电压和电流值，通过计算发现灯丝电阻是不同的，其他组同也得到类似的结果，出现这种结果的原因是

灯丝的电阻随温度的变化而变化

．

Answer 1

分析：（1）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，根据滑动变阻器的接法，确定滑动变阻器滑片的位置．
（2）为保护电路，连接电路时要断开开关．
（3）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．
（4）根据电路图确定电流表的量程，由图c确定电流表的最小分度值，根据电流表指针位置读出电流表示数，
然后由公式P=UI求出灯泡的额定功率．由W=UIt求出蓄电池存储的电能，然后应用电功率公式的变形公式求出灯泡的工作时间．
（5）从温度对灯泡电阻的影响分析答题．

解答：解：（1）由电路图可知，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到最右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（2）连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光，说明此时电路是通路，这是由于连接电路时没有断开开关造成的．
（3）电路中只有灯泡存在故障，灯泡不亮，灯泡可能断路或短路；如果电流表没有示数，电压表有示数且接近电源电压，则灯泡断路如果若电流表有示数，电压表几乎没有示数，可以判断灯泡短路．
（4）由题意可知，滑动变阻器允许的最大电流为1A，则电流表量程为0～0.6A，由图b所示电流表可知，电流表最小分度值是0.02A，电流表示数I=0.48A，灯泡的额定功率P=UI=6V×0.48A=2.88W．
W=UIt=6V×2400mAh=6V×2.4A×3600s=5.184×10⁴J，
∵P=

W

t

，∴灯泡正常发光的时间t=

W

P

=

5.184×104J

2.88W

=1.8×10⁴s=5h．
（5）由于灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，因此测出电压和电流值，通过计算发现灯丝电阻是不同．
故答案为：（1）右端；（2）连接电路时没有断开开关；（3）断路；短路；（4）2.88；5；（5）灯丝的电阻随温度的变化而变化．

点评：本题考查了电路故障分析、电流表读数、求灯泡的额定功率，是实验的常考问题；分析电路故障时，要考虑各种可能的故障原因，然后综合分析找出原因；对电表读数时，要先确定电表的量程与最小分度值，然后根据电表指针位置读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．