Question

兩個小組在實驗室分別做兩個電學實驗，可選器材有：干電池兩節、開關、滑動變阻器（標有20Ω字樣）、電流表（0～0.6A，0～3A兩個量程）、電壓表（0～3V，0～15V兩個量程）、導線若干．
  小組一圖1甲所示的實驗電路，測量一個標有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率．
  （1）閉合開關后，發現電流表和電壓表示數都較小，小燈泡不發光，其原因可能是（ ）
A、燈泡L短路  B、燈泡L斷路  C、變阻器斷路  D、變阻器接入電路的阻值過大
  （2）調節滑片P的位置，當電壓表示數為2.5V時，電流表示數如圖1乙所示，該燈泡的額定功率為______W．
  小組二連接了與小組一相似的電路，但用一個約為5～15Ω電阻替換了燈泡，實驗目的是用伏安法測該電阻的阻值R．
  （3）請在圖2中用筆畫線將電路連接完整．
  （4）小組二在完成實驗后，組員小宇想嘗試測量從家里帶來的一只電阻的阻值R_X（約300Ω左右）．他們使用現有器材，仍用伏安法進行測量，發現電流表示數太小，無法準確讀出電流大小，沒能測出R_X．
  ①按圖3連接電路，閉合開關，移動滑片P至a端，記下電壓表示數為U₁；
  ②移動滑片P至b端，記下電壓表示數為U₂；
  ③計算出：R_X=______（用字母R、U₁、U₂表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，或電路電流過小．根據各選項對應儀表的變化選出正確選項；
（2）根據電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出通過燈泡的額定電流，然后根據P=UI可求出燈泡的額定功率；
（3）由電路圖可知，開關、燈泡與滑動變阻器串聯，滑動變阻器按一上一下的原則，電流表的量程為0～0.6A，連接時注意正負接線柱的連接．
（4）根據串聯電路電壓特點可知，滑片在a端時，滑動變阻器兩端電壓，然后利用歐姆定律求出電路中的電流，再根據R=求出被測電阻．
解答：解：（1）A、燈泡短路時，電路中電流更大，即電流表示數變大，電壓表示數減小，不符合題意；
B、燈泡L斷路時，電路中無電流，即電流表示數為零，電壓表示數變大，不符合題意；
C、變阻器斷路，電路中無電流，并且電壓表無法與電源兩極相連，即電流表示數為零，電壓表示數為零；不符合題意；
D、變阻器接入電路的阻值過大時，電路中電流很小，并且燈泡兩端分得的電壓也很小，即電流表和電壓表示數都較小，則燈泡的實際功率很小，因此不發光，符合題意．
故選D．
（2）當燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V時，燈泡正常發光，由圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，則此時通過燈泡的電流為0.28A，故燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．
（3）電流表的負接線柱與滑動變阻器的任意上方接線柱連接，開關的右接線柱與滑動變阻器串聯，如下圖所示：

（4）滑片在a端時，滑動變阻器兩端電壓U=U₂-U₁，此時電路中的電流：I==，則被測電阻R_x==R．
故答案為：（1）D；（2）0.7；（4）=R．
點評：本題考查了電路故障分析、電流表讀數、實物連接以及歐姆定律和電功率公式的應用，側重考查了學生運用所學知識解決問題的能力和分析問題的能力．