Question

7．如圖所示，小張、小李和小王三位同學各自進行“測定小燈泡電功率”的實驗，實驗中使用的小燈泡標有“2.5V”字樣，滑動變阻器標有“20Ω 2A”字樣．電源電壓為6V且不變．
（1）小張連接的電路如圖所示，圖中尚有一根導線未連接，請在圖中正確連接．
（2）小李正確連接電路后，閉合開關，移動變阻器的滑片，電壓表的示數變大（選填“變大”或“變小”）；當滑片恰好在中點上（即它接入電路的電阻為10歐），小燈正常發光，小燈的額定功率為0.875瓦．
（3）小王正確連接電路，閉合開關，移動變阻器的滑片，小燈始終不亮．小王在查找電路故障時發現，電流表示數為0、電壓表示數為6V．若電路中只有一處故障且只發生在小燈或滑動變阻器上，電路故障是燈泡斷路．

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈泡并聯；
（2）連接電路時，為了安全，開關處于斷開狀態，滑動變阻器接入電路的阻值最大；
滑片移動時，變阻器的阻值變小，然后根據歐姆定律判斷電路中電流的變化，再根據歐姆定律的變形公式判斷電壓表示數的變化；
當燈泡兩端電壓等于額定電壓時，燈泡正常發光；根據串聯電路電壓的特點求出滑動變阻器兩端電壓，并根據歐姆定律求出電路中的電流，最后根據P=UI求出小燈泡的額定功率；
（3）電流表示數為零，說明電路有斷路；電壓表示數等于電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，即與電壓表并聯的電路斷路．

解答 解：（1）將電壓表的負接線柱與燈泡的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值最大，故將滑片移動最右端；
正確連接電路后，閉合開關，移動滑片，滑動變阻器接入電路的阻值變小，由歐姆定律可知，電路中的電流變大，由U=IR可知，燈泡兩端電壓變大，故電壓表示數變大；
燈泡正常發光時，電壓表的示數為2.5V，則滑動變阻器兩端電壓為U_R=6V-2.5V=3.5V，此時電路中的電流：I=$\frac{{U}_{R}}{\frac{1}{2}R}$=$\frac{3.5V}{\frac{1}{2}×20Ω}$=0.35A；
故燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.35A=0.875W；
（3）小燈泡始終不亮，電流表示數為零，說明電路有斷路；電壓表示數等于電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為燈泡斷路．
故答案為：（1）見上圖；（2）變大；0.875；（4）燈泡斷路．

點評 本題考查了實物電路的連接、實驗的注意事項、電路故障分析、求燈泡功率、歐姆定律的應用等問題，本題是實驗的常考問題；為保護電路連接電路時，開關應斷開、滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值．