如图是小明设计的“测量小灯泡额定功率的电路图．已知定值电阻R0=15Ω.滑动变阻器R.电源电压为18V．(1)请用笔画线代替导线将实物电路图补充完整．(2)闭合开关S前.滑动变阻器的滑片P应滑到最右端．(3)小明正确连接电路后.闭合开关.发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮.且电压表没有示数.电流表有明显偏转.其故障是小灯泡被短路� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

12．如图是小明设计的“测量小灯泡额定功率”的电路图．已知定值电阻R₀=15Ω，滑动变阻器R（20Ω 1A），电源电压为18V．

（1）请用笔画线代替导线将实物电路图补充完整．
（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到最右端．（选填“左端”或“右端”）
（3）小明正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮，且电压表没有示数，电流表有明显偏转，其故障是小灯泡被短路．
（4）小明排除电路故障后，进行实验．当滑动变阻器的滑片P位于中点时，小灯泡正常发光时，电流表的指针如图3所示，则小灯泡的额定功率为2.88W．

分析（1）根据（4）中条件，当灯正常发光时，根据图3读出电流表的示数，由欧姆定律分别求变阻器和定值电阻两端的电压，根据串联电路电压的特点求出灯的额定电压，从而确定电压表的量程；
（2）闭合开关前，滑片应置于阻值最大处；
（3）若电流表有明显偏转，说明电路处于通路，电压表没有示数，电压表被短路或与电压表串联部分断路，据此确定故障所在；
（4）结合（1）的分析，根据P_额=U_额I求灯的额定功率．

解答（1）根据（4）中的条件，当滑动变阻器的滑片P位于中点时，变阻器连入电路中的电阻大小为R_变=10Ω，此时小灯泡正常发光，图3中电流表的小量程分度值为0.02A，示数为0.48A，变阻器两端的电压
U_变=IR_变=0.48A×10Ω=4.8V，定值电阻的电压U_定=R₀×I=15Ω×0.48A=7.2V，根据串联电路电压的特点，灯正常发光时两端的电压U_L=U-U_变-U_定=18V-4.8V-7.2V=6V＞3V，所以电压表选用大量程，将电压表并联在灯的两端，如下图所示：

（2）为保护电路，闭合开关前，滑片应置于阻值最大处，即滑片移动到右端；
（3）若电流表有明显偏转，说明电路处于通路；电压表没有示数，说明电压表被短路或与电压表串联部分断路，综合分析可知电路的故障原因是：小灯泡短路；
（4）由（1）知，灯的额定电压U_L=6V，正常发光时的电流大小I=0.48A，所以灯的额定功率
P=UI=6V×0.48A=2.88A．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）右；
（3）小灯泡被短路；
（4）2.88W．

点评本题测量小灯泡的额定功率，难点在于要首先由题干中最后一步的条件，根据欧姆定律和串联电路电压、电流的特点求出灯的额定电压，确定电压表的量程，才能完成（1）小题，将实验与计算结合起来也是实验探究题的新题型．

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（1）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整．（要求滑片向右移时滑动变阻器连入电路的电阻变大）
（2）连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是小灯泡断路（或灯座断路）（写出一种即可）．排除故障后，闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图2所示，为测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动．
（3）徐同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率是0.5W．
（4）张同学将图1中的小灯泡更换成定值电阻，并正确连接好电路，利用这一电路他还可以完成的实验是探究电流与电压的关系．（举一例）

3．

在“怎样使两个灯泡都亮起来”的活动中，小明采用如图所示的方法连接，结果两个灯泡都亮了．这时，两灯的连接方式是串．若电源电压为3V，灯泡的规格均为“2.2V 0.22A”，则每个灯泡的电阻是10Ω，通过每个灯泡的实际电流是0.15A．

20．

小丽同学利用如图所示的滑轮组做探究“滑轮组的机械效率与被提升物体所受重力的关系”的实验．实验数据记录如表．

序号	钩码总重G（N）	钩码上升高度h（m）	测力计拉力F（N）	测力计移动距离s（m）	机械效率 η（%）
1	2	0.1	0.8	0.3	83.3
2	5	0.1	1.8	0.3	92.6
3	6.3	0.1	3	0.3