题目内容

12．如图1是小东同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中所连接的实物图．灯泡的额定电压是2.5V，电阻约9Ω，滑动变阻器阻标有“20Ω  1A”字样：

（1）把电压表正确连入电路．
（2）在开关闭合前，应将滑片P放在A端．（选填“A”或“B”）
表一
电流表电压表故障原因
示数不为0示数为0②
示数为0示数不为0①
（3）小东合理地连接好电路，闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮．小东分析产生故障的原因可能是：①小灯泡灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器断路．（电流表、电压表均无故障）请你依据表一中电流表、电压表示数可能出现的几种情况，帮小东判断故障原因，并将其序号填写在表一对应的空格里．
表二
U/VI/AR/Ω灯泡亮度
20.258暗
2.5亮
2.80.329很亮
（4）排除故障后，小东调节变阻器滑片的位置，使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V，依次测出通过小灯泡的电流，并观察发光情况，记录在表二中．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图2所示，此时小灯泡电阻是8.33Ω．小灯泡的额定功率是0.75W．（计算结果保留两位小数）
（5）请你根据实验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯泡的发光情况和电阻大小，提出一个合理的猜想：小灯泡发光越亮，其电阻越大．

分析 （1）电压表与灯泡并联测灯泡电压，注意正负接线柱．
（2）开关闭合前，滑片处于最大阻值处．
（3）灯泡不亮可能是电路断路或灯泡短路，
如果灯泡断路，电流表无示数，电压表串联在电路中，测电源电压；
如果灯泡以外的电路断路，电流表无示数，电压表也无法测电压，电压表示数为0；
如果灯泡短路，电路是通路，电流表有示数，电压表测导线电压，示数为0．
（4）电流表读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数．
知道灯泡正常工作时电压和电流，根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻，根据P=UI计算功率．
（5）灯泡电压增大时，比较电阻和灯泡亮度的变化提出猜想．

解答 解：（1）电压表与灯泡并联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，如图：

（2）闭合开关前，滑片处于A端阻值最大，电路电阻最大，电流最小，滑动变阻器对电路起保护作用．
（3）①灯泡灯丝断了，电路断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中，测电源电压，示数不为0，
②灯泡短路，电路是通路，电流表有示数，电压表测导线电压，示数为0，
③滑动变阻器开路，电路断路，电流表示数为0，电压表无法测电压，示数为0．
填表如下：

电流表电压表故障原因
示数不为0示数为0②
示数为0示数不为0①
（4）电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.33Ω，
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（5）从表格分析，灯泡电压增大，电阻增大，灯泡亮度增大，所以猜想为小灯泡发光越亮，其电阻越大．
故答案为：（1）如上图；（2）A；（3）如上表；（4）8.33； 0.75；（5）小灯泡发光越亮，其电阻越大．

点评 本题综合考查了电压表和滑动变阻器的使用方法、电流表的读数、电阻和电功率的计算、电路故障的分析、电阻与温度的关系等知识，有一定难度；
在连接好电路，刚刚闭合开关时，灯泡不亮，可能是电流太小，可能是电路断路或短路；一般思路为：先通过移动滑动变阻器滑片判断是通路还是故障，再由电流表示数判断是短路还是断路，再由电压表判断故障的具体位置．

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