Question

13．在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω-15Ω之间．所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关、滑动变阻器（50Ω　1A）各一个，导线若干．

（1）如图甲所示是小明没有连接完的实物电路，请用笔画线代替导线将实物图补充完整．
（2）闭合开关前，图甲图中的滑片P应位于右（左/右）端；闭合开关无论怎样移动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是C．
A．灯泡短路  B．滑片P接触不良  C．灯泡断路  D．变阻器短路
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，读数为4V，小灯泡的额定功率为1.2W．
（4）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻，每一次都保持电压表示数为2V，在一次的操作中，小亮把定值电阻R换上20Ω的电阻时，未调节滑片就读取电流表的示数为0.15A，小亮上一次接入的定值电阻R是10Ω．
（5）实验结束后，他的操作应该是C．
A．先拆除电流表和电压表，再断开开关
B．先断开开关，再拆除电流表和电压表
C．先断开开关，再拆除电源两端的导线
D．先拆除电源两端的导线，再断开开关．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，电压表连线不完整，根据题意确定电压表量程，电压表应与灯泡并联．
（2）闭合开关前，滑片应滑到最大值处；电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通了，由此判断电路故障．
（3）由图乙根据电压表量程读出灯泡正常发光时的电压，由P=UI计算额定功率．
（4）灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路的分压作用和R=$\frac{U}{I}$计算出电阻；
（5）为了保护电路，整理器材时，先断开开关，再拆开电源的导线．

解答 解：
（1）灯泡额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，则灯泡额定电压U=IR在3V～4.5V间，电压表应选0～15V量程，电压表与灯泡并联，电路图如图所示：
；
（2）为了电路安全，开关闭合前滑片应滑到最大值右端；
闭合开关，电流表无示数，说明电路是断路，小灯泡不发光，电压表有示数，说明与电压表并联的这部分电路断路了，即小灯泡断路；
（3）电压表量程是0～15V，由图乙可知，电压表分度值是0.5V，电压表示数是4V，此时灯泡正常发光，所以灯泡额定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；
（4）定值电阻两端的电压为：U_R=IR=0.15A×20Ω=3V，U_滑=U-U_R=6V-3V=3V，根据串联电阻的分压作用R=R_滑=20Ω，上一次电路的电流为：
I′=$\frac{U-{U}^{′}}{{R}_{滑}}$=$\frac{6V-2V}{20Ω}$=0.2A，上一次的电阻为：R′=$\frac{{U}^{′}}{{I}^{′}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（5）为了保护电路，整理器材时先断开开关，再拆断电源的导线，故选C．
故答案为：（1）电路连接上图所示：（2）右；C（3）4；1.2；（4）10；（5）C．

点评 本题考查了连接电路图、故障分析、电压表读数、求灯泡功率、电阻的计算、器材的整理等问题，属于常见题型，知识点较多，但难度不很大．