Question

15．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒定为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常友光时的电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的规格为“5Ω，1A”．

（1）闭合开关前老师检查发现小明同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，用笔画线代替导线将电路连接正确．
（2）连接电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则电路中发生的故障是小灯泡短路（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）；
（3）排除故障后，继续进行实验：闭合开关后，移动滑片P使灯泡L正常发光．此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是0.6W；
（4）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）电压表应并联在灯的两端；
（2）灯泡不发光，电流表有示数，电路是通路，电压表无示数，与电压表并联的部分出现了短路；
（3）当灯泡电压达到额定电压时正常发光，读出其正常发光时的电流，根据P=UI计算额定功率；
（4）根据串联电路电压的特点与分压原理确定更换的定值电阻R的阻值．

解答 （1）原图中，灯被短路，电压表串联在电路中；将连接灯的右接线与电流表的左接线之间的导线改接在灯的右接线柱与电压表左接线柱之间，如下图所示；

（2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，但电压表有示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是短路，所以出现故障的原因是小灯泡短路；
（3）当灯泡电压达到额定电压时正常发光，电流表使用0-0.6A量程，分度值为0.02A，由乙图，其正常发光时的电流为0.24A，所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）电源电压为6V，电阻两端电压为U_定=2V，滑动变阻器分的电压为U_滑=6V-2V=4V，根据分压原理，滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻阻值的$\frac{4V}{2V}$=2倍，即定值电阻为变阻器阻值的$\frac{1}{2}$，因滑动变阻器最大阻值为50欧姆，因此定值电阻最大阻值为$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）小灯泡短路；
（3）0.6；
（5）25．

点评 本题测量小灯泡的电功率，考查电路的连接、故障的分析、额定功率的计算、控制变量法及探究电流与电阻的关系实验中对器材的要求等知识，综合性较强，有一定难度．