Question

16．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發光時的電阻約為10Ω，所用滑動變阻器的最大阻值為40Ω．
（1）請用筆畫線代替導線在圖甲中完成實物電路的連接；

（2）閉合開關前，應將滑動變阻器滑片P移至阻值最大處．
（3）同學們進行試觸時，發現小燈泡不發光，電壓表無示數，電流表有示數，則電路中發生的故障是小燈泡斷路（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”或“滑動變阻器處斷路”）；
（4）某次實驗中，同學們看到電壓表示數為1.8V，要使小燈泡L正常發光應向A（選填“A”或“B”）端移動滑片，同時視線應注意觀察電壓表 （選填“電流表”或“電壓表”）示數，當燈正常發光時，電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.6W；
（5）繼續調節滑動變阻器的過程中，小燈泡突然熄滅，電壓表示數變大（選填“變大”“變小”或“不變”），經檢查發現燈絲燒斷．
（6）某同學還想探究電流與電阻的關系，于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R，并使電壓表的示數始終保持2V不變，多次更換阻值不同的定值電阻R，記錄各次電流表的示數，在不更換其他器材的情況下，為了能夠完成實驗，他更換的定值電阻R的阻值不能大于20Ω．

Answer 1

分析 （1）根據電路圖連接實物，特別注意電流表、電壓表量程的選擇和正負接線柱的接法，注意滑動變阻器的接法要一上一下．
（2）為保護電路，在閉合開關前，滑動變阻器的滑片要處于阻值最大處；
（3）燈泡不亮說明某處斷路或燈短路，電壓表有示數，電壓表的正負接線柱與電源正負極之間連接是連通的，說明燈泡斷路，電流表無示數說明是某處斷路或電流表短路．
（4）根據串分壓的知識進行分析，在串聯電路中，電阻越大分得的電壓越多．在進行電流表的讀數時，注意量程和分度值．將電壓值和電流值代入公式P=UI計算出額定功率．
（5）燈泡突然燒斷，燈泡斷路，電壓表兩極直接與電源兩極相連，電壓表測電源電壓，電壓表示數變大
（6）根據串聯電路特點與歐姆定律分析答題．

解答 解：
（1）根據電路圖連接實物電路，先將串聯的元件連接好，最后將電壓表并聯在燈泡兩端．小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表應選擇0～3V的量程；小燈泡正常發光電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表可選擇0～0.6A的量程；如圖所示：

（2）為保護電路，在閉合開關前，滑動變阻器的滑片要處于阻值最大處；
（3）①燈泡發生斷路時，電壓表的正負接線柱與電源正負極之間連接是連通的，電壓表有示數；電壓表的電阻很大，使得電路中的電流為0，電流表的示數為0，燈泡不亮，符合題意；
②燈泡短路，燈不亮，電壓表示數為0，電流表有示數，不符合題意；
③滑動變阻器斷路，電流表和電壓表都無示數，不符合題意．
（4）根據已知條件，電壓表示數為1.8V，說明小燈泡兩端的電壓太小，需增大燈泡兩端的電壓，則應減小滑動變阻器兩端的電壓，減小滑動變阻器連入電路的電阻，所以應向A端移動滑片，同時觀察電壓表的示數，使燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V．
根據丙圖，電流表的量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，其讀數為0.24A，
所以小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（5）燈絲突然燒斷，燈泡斷路，電壓表兩接線柱直接與電源兩極相連，電壓表測電源電壓，電壓表示數變大；
（6）電源電壓為6V，電阻兩端電壓始終為2V，則滑動變阻器分壓為4V，變阻器分得電壓是定值電阻兩端電壓的兩倍，則滑動變阻器接入電路的阻值為定值電阻阻值的兩倍，滑動變阻器最大阻值為40Ω，因此定值電阻最大的阻值為20Ω．
故答案為：
（1）如圖所示；（2）阻值最大處；（3）小燈泡斷路；（4）A；電壓表；0.6；（5）變大；（6）20．

點評 本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、實驗注意事項、電表讀數、求燈泡功率等問題，連接電路圖時要注意電表量程的選擇；對電表讀數時，要先確定其量程與分度值，然后再讀數，讀數時視線要與電表刻度線垂直．