Question

20．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，正常发光时的电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”．

（1）连接电路时，开关应断开，请用笔画线代替导线把甲图中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，如图甲滑动变阻器的滑片P应位于B（选填“A”或“B”），端，可以起到保护电路作用．
（3）闭合开关后，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”）．
（4）排除故障后，闭合开关，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，为0.24A，小灯泡的额定功率是0.6W，此时小灯泡的电阻是10.4Ω．（电阻值保留一位小数）
（5）将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，在不更换其它器材的情况下，该同学还可以探究导体中的电流与电压的关系．

Answer 1

分析 （1）连接电路时，开关必须处于断开状态；
根据欧姆定律求出电路中最大电流，并确定电流表的量程；根据灯泡的额定电压确定电压表的量程；
使电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，注意滑动变阻器按一下一上的原则接线；
（2）为了电路安全，闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（3）电流表有示数，说明电路为通路；电压表无示数，说明电压表断路或电压表被短路；
（4）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数，然后根据P=UI求出灯泡的额定功率，根据R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡的电阻；
（5）探究电流与电阻的关系时，需保持电压不变；探究电流与电压的关系数，需保持电阻不变．

解答 解：（1）连接电路时，开关必须处于断开状态；
电路中最大电流的大约值：I_最大=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此电流表的量程选择0～0.6A；
因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V；
使电流表的0.6A接线柱与滑动变阻器的D接线柱相连，电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连；如下图所示：

（2）为了电路安全，闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，故将滑片放在B端，可以起到保护电路的作用；
（3）电流表有示数，说明电路为通路；电压表无示数灯泡不亮，说明电压表被短路，因此电路故障为小灯泡短路；
（4）根据实物图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；
灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
由I=$\frac{U}{R}$可知，灯泡的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.4Ω；
（5）将甲图中的小灯泡换成定值电阻R时，定值电阻的阻值不变，可通过移动滑片的位置改变灯泡两端电压，因此可探究电流和电压的关系．
故答案为：（1）断开；（2）B；保护电路；（3）小灯泡短路；（4）0.24；0.6；10.4；（5）电压．

点评 本题考查了实物图的连接、电表量程的选择和正确的使用、电路故障的判断、电流表的读数、电功率和电阻的计算以及控制变量法的应用，要注意探究电流与电压关系时应控制电阻的阻值不变．