Question

7．小明用已连接好的图甲所示电路对小灯泡展开实验研究．其中电源电压恒为3V不变，小灯泡上标有“2.5V”．

（1）检查电路连接正确无误后，闭合开关．发现小灯泡不亮，电流表没有示数．小明用电压表并联在电路中两点间进行测试的情况如表所示．则电路的故障是灯泡断路．

测试位置	BC	CD	DN
电压表示数/V	3V	3V	0V

（2）故障排除后，小明继续进行实验，为使小灯泡变亮，应将滑动变阻器的滑片向N（选填“M”或“N”）端移动；
（3）小明将电压表并联到小灯泡两端，闭合开关S后，滑片P从最左端M滑到最右端N的过程中，小灯泡的I-U图象关系如图乙所示．则滑动变阻器的最大阻值为：10Ω（滑动变阻器电阻丝阻值不随温度变化）．

Answer 1

分析 （1）在判断故障时，电压表的示数的变化很关键，若电压表有示数，说明电压表与电源能相通，与电压表并联的部分电路由开路现象，若无示数，说明不能电源相通，开路位置在与电压表串联的电路上；
（2）灯泡变亮，电阻变小，离下接线柱变近；
（3））当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，根据串联电路的电流、电压特点求出滑动变阻器两端的电压和电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值．

解答 解：闭合开关后，灯泡不亮，说明电路存在短路或和断路．用电压表逐点进行检测，由表格中的现象可分析：
BC间有示数，即电源电压正常；
DN间无示数，则电压表与电源不连通，即DN以外的部分断路；再由BC间有示数，即与电压表串联的部分是通路，所以故障可能是在BC两点间的灯泡断路了．
（2）灯泡变亮，电阻变小，离下接线柱变近，应将滑片向N端移动；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小，
由图象可知，灯泡两端的电压U_L′=1V，电路中的电流I′=0.2A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L′=3V-1V=2V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器的最大阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω．
故答案为：（1）灯泡断路；（2）N；（3）10Ω．

点评 要会使用电压检测电路故障，要会根据现象分析故障原因．要记住，当电压表并联在某处时若有示数，说明此处开路或它处短路，若无示数，说明此处短路或它处开路．