Question

小明、小華和小紅三位同學各自進行“測定小燈泡電功率”的實驗．實驗中使用的 小燈標有“2.5V”字樣，滑動變阻器標有“20?  2A”字樣．
①小明連接的電路如圖所示，圖中尚有一根導線未連接，請用筆線代替導線在圖中正確連接．要求：若將變阻器的滑片向右移動，閉合電鍵S后，能使它接入電路中的電阻最大．______（用 2B鉛筆在答題紙的相應位置連線）

②小華實驗步驟正確，閉合電鍵后，發現小燈發光較暗，電流表、電壓表的示數如圖（a）、（b）所示，他所用的電源電壓為______伏．接著他移動變阻器的滑片，當觀察 到電壓表的示數為______伏時，小燈正常發光．若此時變阻器的滑片恰好在中點上（即它接入電路的電阻為 10 歐），小燈的額定功率為______瓦．

③小紅正確連接電路，閉合電鍵，移動變阻器的滑片，觀察到小燈始終不亮，電壓表的 示數為零．若電路中只有一處故障且只發生在小燈或滑動變阻器上，電路中存在的故障可能是______（請將所有可能填寫完整），小紅想通過電流表的示數進一步確定故障，請判斷 他能否查找出電路的故障，并說明理由．______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由電路圖知，若滑動變阻器的滑片向右移動時電阻變大，即此時滑動變阻器接入電路的電阻絲變長，不難看出，滑片向右滑動，滑片左邊的電阻絲變長，故此時應該是滑片左邊的電阻絲接入電路．
（2）在剛閉合開關時，滑動變阻器的全部電阻接入電路，故此時電流表的示數即為電路中的電流，也是滑動變阻器的電流，據歐姆定律可以計算出滑動變阻器兩端的電壓，再據小燈泡的電壓可計算出電源電壓來．小燈正常發光時變阻器的滑片恰好在中點，故據此能計算出滑動變阻器的電流，進而可計算出小燈泡的額定功率．
（3）閉合開關后發現小燈泡不亮，且電壓表示數為0，故有兩種情況，即小燈泡可能發生短路，也可能是由于滑動變阻器斷路造成的．
解答：解：（1）據分析可知，此時滑動變阻器滑片的左邊接入電路，見下圖：

（2）電流表的示數是0.12A，此時滑動變阻器中的電流就是0.12A，此時滑動變阻器的電阻是20Ω，故據公式I=得，U=IR=0.12A×20Ω=2.4V，此時電壓表的示數是1.6V，故電源電壓U=2.4V+1.6V=4V；由于小燈泡的額定電壓是2.5V，故需將電壓表的示數調到2.5V后小燈泡才會正常發光；由于此時滑動變阻器的電阻是10Ω，故此時滑動變阻器的電壓是U=4V-2.5V=1.5V，故滑動變阻器中的電流是I===0.15A，故此時小燈泡的額定功率是P=UI=2.5V×0.15A=0.375W；
（3）閉合電鍵，移動變阻器的滑片，觀察到小燈始終不亮，電壓表的 示數為零，且電路中只有一處故障且只發生在小燈或滑動變阻器上，故若發生在小燈泡上，即燈泡發生短路，即此時電流表有示數；若發生在滑動變阻器上，即變阻器發生斷路，即電流表無示數；
故答案為：（1）見上面的圖；（2）4；2.5；0.375；（3小燈短路或滑動變阻器斷路；能確定，小燈短路時電流 表有示數，滑動變阻器斷路時電流表無示數．
點評：本題考查了實物圖的連接，電壓表的使用，電壓表示數變化，功率計算，串聯電路電流和電壓的特點，歐姆定律的應用，電路故障問題，其中，電路故障和計算燈泡的額定功率是本題的難點．