Question

20．在測定標有“2.5V”小燈泡（電阻約為8歐）額定功率的實驗中，除了電流表、電壓表、導線、開關、電源（電壓恒為6V），老師還提供了四個變阻器（A．標有“10Ω  1A”的滑動變阻器；B．標有“1.2A”的電阻箱；C．標有“20Ω  0.3A”滑動變阻器；D．標有“50Ω  0.6A”滑動變阻器）．

（1）小科設計了圖甲所示電路，他應選用規格為“50Ω0.6A”的滑動變阻器．
（2）圖乙是小科根據電路圖連接的實物圖，閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡不亮，經檢查是由于一根導線連接錯誤，請你在答題卷的圖乙中連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線．
（3）連接好電路合上開關后，調節變阻器使小燈泡正常發光，電流表的示數如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是0.75W．
（4）另一小組在實驗過程中合上開關，發現燈泡不亮，電壓表無示數，電流表有示數．為了保證實驗能正常進行，請你替他提出一種簡單而有效解決問題的方法：將電流表串聯在電路中，電壓表并聯在燈泡兩端．．

Answer 1

分析 （1）由題根據串聯電路特點和歐姆定律計算燈泡正常工作時滑動變阻器連入的阻值，從而選擇合適的滑動變阻器；
（2）本實驗中滑動變阻器應與燈泡串聯，電壓表應與燈泡并聯，由此分析錯誤并修改電路；
（3）根據電流表的量程和分度值讀出其正常工作的電流，由P=UI計算其額定功率；
（4）電壓表并聯在燈的兩端無示數，說明電流表和電壓表并聯在燈兩邊了，電流通過電流表形成回路，沒有通過燈，所以燈不亮，所以測不到電壓；

解答 解：（1）燈泡正常工作時的電流約為I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，燈正常工作時的電壓為2.5V，
此時滑動變阻器連入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{U{-U}_{L}}{I}=\frac{6V-2.5V}{0.3125A}$=11.2Ω＞10Ω，考慮到變阻器的最大阻值允和許通過的最大電流，應選用滑動變阻器D；
（2）測小燈泡額定功率的實驗中，滑動變阻器應與燈泡串聯，電壓表應與燈泡并聯，由圖乙，滑動變阻器與燈并聯，電壓表串聯在電路中了，修改后如下圖所示：
；
（3）由圖丙可知，電流表的量程0-0.6A，分度值0.02A，燈泡正常工作時的電流為0.3A，
所以燈泡的其額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）燈泡不亮，電壓表無示數，電流表有示數，說明燈泡短路了，因此為了保證實驗能正常進行，將電流表串聯在電路中，電壓表并聯在燈泡兩端．
故答案為：（1）50Ω  0.6A；
（2）見上圖；
（3）0.75；
（4）將電流表串聯在電路中，電壓表并聯在燈泡兩端．

點評 此題測定標有“2.5V”小燈泡額定功率的實驗，考查器材的選擇、電路的連接、額定電功率計算及常見故障的判斷與處理，是電學實驗題的常見題型，要熟練掌握．