Question

20．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，灯丝电阻约为8Ω；
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端．
（3）小李同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（4）小李同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（5）若闭合开关S，发现灯L 不亮，电流表也无示数，而电压表的示数为4.5伏．则电路中出现的故障可能是灯泡断路．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求灯的额定电流，确定电流表选用的量程与灯串联；
（2）为保护电路，闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处；
（3）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（4）灯在额定电压下的功率为额定功率，由图丙找到额定电压下的电流，根据P=UI求灯的额定功率；
（5）若电流表示数为0，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡断路了．

解答 解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，灯丝电阻约为8Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A＜0.6A，电流表选用小量程与灯串联，如下所示：

（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处，即A端．
（3）小李同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示），图中电压表分度值为0.1V，读数为2.2V，灯在额定电压下正常发光，2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为额定电压2.5V．
（4）由图丙所示的I-U图象，灯在额定电压下的电流为0.2A，灯的额定功率：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（5）经分析，若闭合开关S，发现灯L 不亮，电流表也无示数，而电压表的示数为4.5伏，则电路中出现的故障可能是灯泡断路了．
故答案为：（1）如上所示；（2）A；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）灯泡断路．

点评 本题测定“小灯泡电功率”的实验，考查电路的连接、注意事项、操作过程、额定功率的计算及故障的分析．