题目内容

20．在伏安法测小灯泡电阻的实验中，小红所使用的小灯泡的额定电压是2.5V，可选用的滑动变阻器有“20Ω，1A”和“30Ω，1A”两种规格．
小红正确连接好电路，操作方法正确．闭合开关后，记录了第1组数据．移动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时记录了第2组数据．当继续移动滑片到某一位置时，小灯泡突然熄灭，观察此时电压表和电流表的示数，并记录了第3组数据．如表所示．
实验序号电压表示数电流表示数小灯泡亮暗程度
11.3V0.16A暗
22.5V0.25A正常发光
34.5V0A熄灭
（1）实验中，小灯泡突然熄灭，是因为小灯泡出现了断路（选填“短路”或“断路”）故障．
（2）小灯泡正常发光时的电阻是10Ω．
（3）实验中，小红把规格为“30Ω，1A”的滑动变阻器连入了电路．

分析 （1）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡断路或灯泡之外的电路断路；电压表有示数，与电压表并联的灯泡不可能短路，电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路．由此分析故障的原因；
（2）由灯泡正常发的电压和电流值，根据R=$\frac{U}{I}$计算灯泡电阻；
（3）由表格第三次数据可知电源电压，由串联电路的特点求出滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律求出灯泡发光较暗时滑动变阻器的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器．

解答 解：（1）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表有示数，说明电压表与电源两极之间是通路，故障在灯泡上，电流表没有示数，说明灯泡没有短路，则故障的原因是灯泡断路；
（2）由表格灯泡正常发光时的电流I=0.25A，所以此时灯泡R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
（3）当灯泡断路时，电压表示数等于电源电压，即U=4.5V．灯泡发光较暗时，滑动变阻器两端的电压U滑=U-U灯=4.5V-1.3V=3.2V，滑动变阻器阻值R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.2V}{0.16A}$=20Ω，滑动变阻器的最大电阻应该大于20Ω，故选择滑动变阻器的规格是“30Ω，1A”．
故答案为：（1）断路；（2）10；（3）“30Ω，1A”．

点评 本题考查了电路故障分析、由欧姆定律求灯泡阻值、滑动变阻器的选择等，是实验的常考内容，应掌握这些问题的解题方法．

练习册系列答案
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水桶容量20L
热水箱容量1L
额定电压220V
加热功率440W
保温功率40W
（1）在加热状态下，饮水机正常工作时电路中的电流是多大？
（2）饮水机正常工作时，将热水箱中的水从20℃加热到90℃需用时14min．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]求此加热过程中：
①水吸收的热量．
②饮水机的加热效率．
③求电阻R2的阻值．（保温功率是指整个电路消耗的功率）
11．在探究凸透镜成像实验中：
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（3）在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前（如图乙），要使光屏上还能成清晰的像，可将蜡烛向左（左/右）移．
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（1）当变阻器R2的阻值为60Ω时，电压表的示数为6V，则电流表的示数为多少？R1的阻值为多少？
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