Question

18．在“测定小灯泡的电功率”实验中，选用如下器材：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω  1A）、开关和导线．如图甲所示是小明没有连接完整的电路．

（1）请你在图甲中补上两根导线，将电路连接完整．
（2）正确连接电路后闭合开关，发现电压表有示数，电流表示数几乎为零，灯泡不发光，导致这一现象的原因可能是灯泡断路．
（3）排除故障后，小明通过正确操作，得到多组I、U数据，作出如图乙所示的I-U图象，由图可知，灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.26A，灯泡的额定功率为0.65W；
（4）图甲的电路，移动变阻器滑片，不能（选填“能”或“不能”）实现灯泡两端电压从零连续变化到2.5V，其理由是当滑片移至变阻器最左端时，电路中电阻最大，流过灯泡的电流最小但不为零，电压最小也不为零，所以不能实现电压从零连续变化．
（5）小明同学发现，在图甲电路中再补上一根导线，就能实现灯泡两端电压从零连续变化到2.5V．请在图甲补上这要导线．

Answer 1

分析 （1）本实验中，滑动变阻器、灯泡、电流表串联，电压表与灯泡并联，根据灯泡规格确定电表量程，由此连接实物；
（2）电流表无示数，灯不亮，电路可能有断路，再由电压表示数情况分析判断电路故障的原因；
（3）由图乙读出灯泡电压为2.5V时通过灯泡的电流表，由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）滑动变阻器与灯泡串联，从灯泡有电阻这一角度分析．
（5）若想能实现灯泡两端电压从零连续变化到2.5V，即小灯泡电压为零时，即小灯泡发生短路，由此分析即可判断．

解答 解：（1）测量小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器、灯泡、电流表串联，电压表与灯泡并联；
由P=UI可知，灯泡正常发光电流约为：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.4V}$=0.42A，所以电流表应使用0-0.6A量程，滑动变阻器一上一下接入电路中，如图所示：

（2）电流表示数几乎为零，灯不亮，电路可能有断路，电压表有示数，说明电压表到电源间是通路，所以故障原因可能是小灯泡断路造成的；
（3）由图乙可知，灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.26A，
灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（4）由题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，移动变阻器滑片，移到滑动变阻器的阻值最大，因为灯泡有电阻，所以不能实现灯泡两端电压从零连续变化到2.5V．
（5）因为灯泡有电阻，根据串联电路的分压原理，当滑动变阻器连入阻值最大时，灯两端分得的电压最小，但不能为0，若想能实现灯泡两端电压从零连续变化到2.5V，即小灯泡电压为零时，即小灯泡发生短路，故只需将变阻器左下面的接线柱和电源负极相连即可，如下图：

故答案为：（1）见上图；（2）灯泡断路；（3）0.26； 0.65；（4）不能； 当滑片移至变阻器最左端时，电路中电阻最大，流过灯泡的电流最小但不为零，电压最小也不为零，所以不能实现电压从零连续变化；（5）见上图．

点评 本题考查了电路故障分析、电表读数、滑动变阻器的调节、求功率等问题，对电表读数时，应先确定电表的量程与分度值，然后再读数，读数时，视线要与刻度线垂直．