Question

5．如圖甲所示，小明為了測(cè)定額定電壓為2.5V小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻（燈泡阻值約為8Ω）．現(xiàn)有如下器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，規(guī)格分別為“25Ω 2A”、“50Ω l.5A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)、導(dǎo)線若干、電源（電壓為12V左右）一個(gè)．

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的電路連接完整．
（2）你認(rèn)為應(yīng)該選用規(guī)格為50Ω l.5A 的滑動(dòng)變阻器．
（3）如果電路連接正確，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，小明移動(dòng)了滑動(dòng)變阻器，燈仍然不亮，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)0V，電流表示數(shù)0.56A，你認(rèn)為其故障原因是燈泡短路．
（4）排除故障后，調(diào)節(jié)變阻器的滑片到某位置時(shí)，使小燈泡正常發(fā)光，電流表的指針如圖乙所示，小燈泡的電阻為7.81Ω．（請(qǐng)保留二位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$算出電流，確定電流表的量程，滑動(dòng)變阻器按一上一下的接法；
（2）根據(jù)分壓原理，求出變阻器的規(guī)格；
（3）根據(jù)電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，判斷故障；
（4）根據(jù)電流表得到量程、分度值，讀出電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻．

解答 解：（1）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A＜0.6A，故電流表的量程位0-0.6A，滑動(dòng)變阻器按“一上一下”接，連接如圖所示：

（2）電源電壓為12V，小燈泡額定電壓為U_L=2.5V，變阻器應(yīng)分得的電壓U_變=12V-2.5V=9.5V，根據(jù)分壓原理，$\frac{{U}_{L}}{{U}_{滑}}$=$\frac{{R}_{L}}{{R}_{滑}}$，所以，變阻器的電阻至少為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$×R_L=$\frac{9.5V}{2.5V}$×10Ω=38Ω，所以變阻器應(yīng)選用“50Ω l.5A”；
（3）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，小明移動(dòng)了滑動(dòng)變阻器，燈仍然不亮，電流表有示數(shù)，說明電路短路，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)0V，說明燈泡短路；
（4）由圖乙知，電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，則燈泡的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.32A}$=7.8125Ω≈7.81Ω．
電壓表小量程的分度值為0.1V，示數(shù)為1.8V，要測(cè)燈的額定功率，燈的電壓要為2.5V，所以要增大燈的電壓，減小變阻器的分得的電壓，根據(jù)分壓原理，減小變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片向A端移動(dòng)；
故答案為：（1）如上圖所示；（2）50Ω l.5A；（3）燈泡短路；（4）7.81．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量燈的功率，考查器材的選擇、電路的連接、常見現(xiàn)象的分析、操作的過程、功率的計(jì)算等知識(shí)，是中考的熱點(diǎn)問題，要熟練掌握．