Question

10．为测定“额定电压为2.5V的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变．
（1）如图甲所示，连接电路时开关应处于断开状态．实验时，若无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障的原因可能是灯泡与灯座（选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良．
（2）故障排除后，闭合开关，变阻器滑片P在某处时，电压表示数为2V，电流表示数如图乙所示．若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向左端（选填“左”或“右”）移动．
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，其值为0.22A，通电20s小灯泡消耗的电能为11J．
（4）把这样的两个灯泡串联在电压为4V的电路中，电路的总功率为0.8W．

Answer 1

分析 （1）为保护电路在连接电路时，开关应断开；灯泡不亮，可能是灯泡断路或灯泡短路；电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数等于电源电压，
说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路；综合分析可知电路故障是：灯泡断路．
（2）变阻器滑片P在某处时，电压表示数为2V，根据该示数与灯泡额定电压间的关系，判断滑片的移动方向，直到电压表示数等于灯泡额定电压为止；
（3）已知额定电压，和电流表的示数，根据W=UIt算出通电20s小灯泡消耗的电能；
（4）把这样规格的两个小灯泡串联连接在电源电压为4V的电路中时，根据电阻的串联求出电路中的总电阻，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算出功率．

解答 解：（1）连接电路时，为保护电路开关应断开；
闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中有断路的地方，电压表示数接近电源电压，说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路，故障是灯泡与灯座接触不良了．
（2）变阻器滑片P在某处时，电压表示数为2V，小于灯泡额定电压，应使电路中的电流增大，滑动变阻器的阻值应变小，滑片应向左端移动，直到电压表示数等于额定电压2.5V；
（3）电流表量程为0-0.6A，分度值为0.02A，电流表示数0.22A，
通电20s小灯泡消耗的电能为：W=UIt=2.5V×0.22A×20s=11W．
（4）把这样规格的两个小灯泡串联连接在电源电压为4V的电路中时，每个灯泡两端的电压为2V，由图象乙可知，电路的电流为0.2A，
灯泡的电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，
串联电路中的总电阻：R_总=2R=2×10Ω=20Ω，
电路的总功率：P_总=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（4V）^{2}}{20Ω}$=0.8W．
故答案为：（1）断开；灯泡与灯座；（2）左；（3）0.22；11；（4）0.8．

点评 本题考查了电路故障分析、滑动变阻器的调节等问题；分析电路故障时，应根据实验现象，分析各种可能的故障原因，然后综合分析得出结论；最后一问有一定的难度，解题时要细心，认真分析，这一问容易出错．