Question

13．在測(cè)2.5V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小榮連接了如圖1所示的電路，其中電源電壓為6V．
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（1）在連接電路時(shí)，開關(guān)必須斷開，請(qǐng)將實(shí)物電路連接完整．
（2）在連接電路時(shí)，有甲“10Ω 1A”和乙“20Ω 1A”兩個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇，則應(yīng)該選擇將變阻器20Ω 1A連入電路，才能保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行．
（3）在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開，滑片應(yīng)移到B（選填“A”或“B”）處．閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，但電壓表示數(shù)接近電源電壓，則產(chǎn)生此故障的原因燈泡斷路．
（4）排除故障后，小明調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使小燈泡兩端電壓分別為2V、2.5V、2.8V，依次測(cè)出通過小燈泡的電流，并觀察發(fā)光情況，記錄在表中．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖2所示，此時(shí)小燈泡電阻是8.33Ω（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）．小燈泡的額定功率是0.75W．

U/V	I/A	P/W	燈泡亮度
2	0.25	0.5	暗
2.5			亮
2.8	0.32	0.896	很亮

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，為了安全，開關(guān)必須斷開；
根據(jù)小燈泡的額定功率確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出額定電流確定電流表的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負(fù)接線柱；滑動(dòng)變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)入電路中．
（2）計(jì)算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)，需要串聯(lián)的電阻值，根據(jù)這個(gè)電阻值選擇合適的滑動(dòng)變阻器．
（3）連接電路時(shí)，為保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)滑到阻值最大處；
連接電路時(shí)，開關(guān)斷開，滑片移到滑動(dòng)變阻器移到最大阻值，防止電路中電流過大燒壞電路元件．燈泡不亮，燈泡可能是短路或斷路．根據(jù)短路或斷路時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)變化情況來確定答案．
（4）由圖示電流表確定電流表的量程與分度值，讀出電流表示數(shù)，然后由歐姆定律的變形公式求出燈泡的電阻，由P=UI求出燈泡功率．

解答 解：（1）連接電路時(shí)，為了安全，開關(guān)必須斷開；
小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程選0～3V，且與燈泡并聯(lián)；燈泡的額定電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A＜0.6A，故電流表選0～0.6A的量程，且與燈泡串聯(lián)，注意電表的正負(fù)接線柱；滑動(dòng)變阻器連接線柱要一上一下串聯(lián)如電路中．電路圖如圖：

（2）當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流：I=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路的總電阻：R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω，則變阻器連入的電阻：R=R_總-R_L=24Ω-10Ω=14Ω，
所以滑動(dòng)變阻器選20Ω 1A．
（3）連接電路時(shí)，為了更好的保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)滑到阻值最大處，即B端；
燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為燈泡斷路；
（4）由圖示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，燈泡電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.33Ω；
燈泡功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案為：（1）斷開；（2）20Ω 1A；（3）B；燈泡斷路；（4）8.33；0.75．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物圖的連接、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、電路故障分析、電流表讀數(shù)、求電阻、求電功率等問題，都屬于實(shí)驗(yàn)的�？紗栴}，一定要掌握；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定電表的量程與分度值，然后再讀數(shù)．