Question

2．如图甲所示的电路中，1至11为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮，电压表和电流表均无示数．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、变阻器、小灯泡、6根导线以及电路中的各连接点，已知电压表和电流表均无故障．
①为了检测变阻器、小灯泡以及6根导线，在连接点1、2已接好的情况下，检测时应当选用多用电表的电压档；在连接点1、2同时断开的情况下，检测时应当选用多用电表的欧姆档．
②在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明5、6两点之外电路不存在断路，5、6之间可能有断路故障．
③为了尽可能准确的完成探究小灯泡U--I特性的实验？图甲电路接线图中还存在错漏，请你在图甲中补画出正确的连接线．
④图乙是某实验小组的同学根据实验数据绘制两成的小灯泡的U--I特性图线．随后他们将该小灯泡直接串接在电动势E=4.5V，内阻r=1.5Ω的直流电源上，则该小灯泡通电发光时的电功率约为2.72W．

Answer 1

分析 ①为了检测变阻器、小灯泡以及6根导线，在连接点1、2已接好的情况下，运用多用电表的电压档去测某两点间的电压，找出故障所在．若在连接点1、2同时断开的情况下，多用电表中的电源需起作用，应选用欧姆档．
②根据电路故障现象分析电路故障原因．
③绘制而成的小灯泡的U-I特性图线，滑动变阻器需采用分压式接法，电流表采取外接法．
④作出电动势E=4.5V，内阻r=1.5Ω的直流电源的U-I图线，与小灯怕的伏安特性曲线的交点所对应的电压和电流为此时的实际电压和实际电流，根据P=UI小灯泡通电发光时的电功率．

解答 解：①在电路全部连接好，电路中可能有电流，所以需要找故障时，用多用电表的电压档；在电路与电源断开时，电路中没有电流，各点之间也没有电压，所以需要找故障时，用多用电表的欧姆档．
②在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，说明电压表与电源两极相连，电压表测电源电动势，5、6两点之外电路不存在断路，5、6之间可能有断路．
③因为电压电流需要从零开始测起，所以滑动变阻器需要采用分压式接法，灯泡的电阻较小，电流表需要采用外接法．连接如图．

④电动势E=4.5V，内阻r=1.5Ω，则短路电流：${I}_{短}=\frac{E}{r}=\frac{4.5}{1.5}=3$A
作出电源的U-I图线，如图所示：

由图示图象可知，交点所对应的电压和电流分别为3.4V、0.8A，所以实际功率：P=UI=3.4×0.8=2.72W．
故答案为：①电压；欧姆；②5、6两点之外电路不存在断路，断路；③电路图如图所示；④2.72．

点评 解决本题的关键掌握实物图连接的方法和注意事项，知道电源的外电压和电流关系图线的截距和斜率表示的物理意义．以及掌握原副线圈之间电压、电流、功率之间的决定关系．