Question

12．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1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向左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4.5V，电流表示数为0，则出现故障的原因可能是灯泡的灯丝断了；
（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2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，滑片向左移动，灯泡变亮，则电阻应变小，电流表与灯泡串联；
（2）电压表有示数，说明与电压表两接线柱连接的电路是通路，电流表无示数，说明电路断路，从而判断出故障的可能原因；
（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P=UI计算出电功率，由R=$\frac{U}{I}$计算出电阻．

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，滑片向左移动，灯泡变亮，则电阻应变小，所以变阻器下面应连接左边的C接线柱，如图所示：

（2）连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是断路，所以出现故障的可能原因是灯泡的灯丝断了（或连接灯泡的导线断了）；
（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）灯泡的灯丝断了；（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．