Question

15．小红用如图甲所示的电路测定小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为6Ω，除了小灯泡外，实验室提供的器材有：电压为6V的电源，电流表（0～0.6A  0～3A），电压表（0～3V   0～15V），滑动变阻器R₁（20Ω 1.5A），滑动变阻器R₂（5Ω 1A），开关一个，导线若干．经过分析．电流表选用了量程为0～0.6A的电流表．

（1）为保证实验的顺利进行，提高实验的准确性，电压表量程应该选0-3V，滑动变阻器应该选滑动变阻器R₁（20Ω 1.5A）；
（2）请用铅笔画线代替导线帮小红把乙图中实物连接图补充完整；
（3）如图甲，实验中由于某种原因，导致电压表的示数变为零，电流表的示数增大，则电路可能出现的故障是电压表短路或灯泡短路．

Answer 1

分析 （1）由小灯泡的额定电压确定电压表选用的量程，由欧姆定律，求出灯正常工作时的电流，由串联电路电压的规律，求出当灯正常发光时，变阻器分得的电压，再由欧姆定律求出变阻器连入的电阻，确定选用滑动变阻器；
（2）电压表选用小量程与灯并联，将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中；
（3）电流表的示数变大，由欧姆定律，判断电路中的电阻变化，根据电压表的示数变为零判断故障的原因．

解答 解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程0-3V，灯丝的电阻约为6Ω，由欧姆定律，灯正常工作时的电流：
I=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{6Ω}$≈0.42A；当灯正常发光时，变阻器分得的电压：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，由欧姆定律，变阻器连入的电阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{\frac{2.5V}{6Ω}}$=8.4Ω，故选用滑动变阻器R₁（20Ω 1.5A）；
（2）小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，将变阻器滑片以左电阻丝连入电路中，如下所示：

（3）实验中由于某种原因，电流表的示数增大，由欧姆定律，说明电路中的电阻变小，而电压表的示数变为零，则电路可能出现的故障是：电压表短路或灯泡短路．
故答案为：（1）0-3V；滑动变阻器R₁（20Ω 1.5A）；（2）如上所示；（3）电压表短路或灯泡短路．

点评 本题测定小灯泡的额定功率，考查器材的选择、电路的连接、故障的分析等知识．