Question

2．在“測量小燈泡的功率”實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）如圖甲是小明測量小燈泡額定功率的實物電路圖（不完整）．請用筆畫線代替導線將實物電路圖連接完整．
（2）閉合開關前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應位于B（選填“A”或“B”）端．
（3）連接好電路后，閉合開關，小明發現移動滑動變阻器滑片P，小燈泡不發光，電壓表的示數為零．進一步觀察并檢查電路，發現電壓表、電流表、導線及其連接均完好．針對電路中出現的小燈泡不發光的故障現象，他提出了如下猜想：①小燈泡短路；②小燈泡的燈絲斷了；③滑動變阻器斷路．根椐故障現象，猜想②（填序號，下同）是錯誤的．如果觀察到電流表有示數，則猜想①是正確的．
（4）排除故障，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某一位置，電壓表示數如圖乙所示，此時應將滑片P向
A（選填“A”或“B”）端移到合適位置，讀出電流表示數，即可算出小燈泡的額定功率．
（5）小平打算增加一個阻值為10Ω的定值電阻R₀，只利用一只電表，通過圖中操作（開關S接“a”、”b”各一次）來測量小燈泡的額定功率．圖丙、丁是她設計的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正確的是B（填字母）．
A．兩種方案都能          B．兩種方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能   D．丙方案不能，丁方案能．

Answer 1

分析 （1）電壓表選用小量程，注意電表正負接線柱和滑動變阻器接線柱的接法；
（2）滑動變阻器滑片應置于阻值最大的位置；
（3）對每個猜想所出現的現象逐一分析，確定與題目條件不符合與相符合的猜想；
（4）認清電壓表小量程的分度值讀數，比較讀數與額定電壓的大小，根據分壓原理確定滑片移動的方向；
（5）開關S接“a”、”b”各一次，根據電路圖，確定能否使小燈泡正常發光，若不能，則無法測量小燈泡的額定電功率．

解答 解：（1）小燈泡的額定功率為2.5V＜3V，電壓表選用小量程，注意電表正負接線柱和滑動變阻器接線柱的接法，如右圖所示；
（2）滑動變阻器滑片以左電阻絲連入電路，故應將滑片置于B端；
（3）①連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，如果小燈泡短路，小燈泡不發光，相當于一根導線，電壓表示數為0，電流表有示數；
②如果小燈泡的燈絲斷了，則電壓表與電路中其它元件串聯，因電壓表內阻很大，根據歐姆定律和分壓原理，電流表示數接近0，電壓表示數接近電源電壓，小燈泡分得的電壓很小，不發光；
③如果滑動變阻器斷路，則電壓表、電流表均無示數，小燈泡不發光；
所以，連接好電路后，閉合開關，小明發現移動滑動變阻器滑片P，電路中出現小燈泡不發光，電壓表示數為零，猜想②是錯誤的；
如果觀察到電流表有示數，則猜想①是正確的；
（4）電壓表小量程的分度值為0.1V，示數為1.4V，所以，應增加燈兩端的電壓減小滑動變阻器的電壓，根據分壓原理，就要減小變阻器連入電路中的電阻，所以，應將滑片P向A端移到合適位置，讀出電流表示數，即可算出小燈泡的額定功率；
（5）圖丙中，無論S接a還是接b都無法得知小燈泡是否正常發光，丙方案不能測定小燈泡的額定電功率；
丁方案中，R₀、小燈泡、變阻器三者串聯，S接a時，電壓表測定值電阻的電壓，S接b時測燈和定值電阻的總電壓，都無法確定小燈泡是否正常發光，丁方案不能測定小燈泡的額定電功率．所以，兩種方案都不能測出小燈泡的額定功率．
故選B．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）B；
（3）②；①
（4）A；
（5）B．

點評 本題測小燈泡的功率，涉及電路的連接、常見故障的分析判斷、實驗的過程等，考查特殊情況下測額定功率方案設計，綜合性強，難度較大．