Question

20．某校兩個實驗小組在測定小燈泡電功率的實驗中，被測小燈泡的額定電壓為2.5V．實驗桌上提供有如下器材：電源（電壓6V且恒定不變）、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器（50Ω 1A）各一只，導(dǎo)線若干．

（1）曉麗同學(xué)所在實驗小組按照如圖甲所示的電路進行實驗．
①用筆畫線代替導(dǎo)線，將如圖甲所示的實物電路連接完整．
②連接電路時，開關(guān)應(yīng)該斷開．
③閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片P的過程中，觀察到電流表示數(shù)幾乎接近最大值時，小燈泡仍然不亮，且電壓表無示數(shù)，其原因可能是小燈泡短路；             
④排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑片P至電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為1.1 V．要使小燈泡正常發(fā)光，滑片P應(yīng)向左（選填“左”或“右”）端移動．
⑤多次改變滑片P的位置，獲得多組對應(yīng)的電壓、電流值，并繪制出如圖丙所示的圖象．由圖象可知，小燈泡的額度功率是0.5 W．
（2）曉麗同學(xué)所在的實驗小組的滑動變阻器已損壞（其它器材和規(guī)格不變），老師提供了另一只滑動變阻器（10Ω 1A），小組同學(xué)討論后發(fā)現(xiàn)，若要繼續(xù)用已連接完整的圖甲所示電路來測出小燈泡的額定電功率．至少還要在原電路中串聯(lián)（選填“串”或“并”）一個7.5Ω的電阻．

Answer 1

分析 （1）①電壓表應(yīng)與小燈泡并聯(lián)；
②為保護電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；
③電流表有示數(shù)說明電路為通路，電壓表無示數(shù)示數(shù)說明電壓表被短路；
④認清電壓表的量程、分度值后讀數(shù)；測燈泡的額定功率應(yīng)使小燈泡兩端電壓為額定電壓；
⑤由圖丙讀出小燈泡兩端電壓為額定電壓時的電流值，利用公式P=UI，計算額定功率；
（2）根據(jù)燈泡正常工作時的電流，計算電路中的總電阻，進而求出定值電阻的阻值．

解答 解：（1）①由圖可知，小燈泡未連入電路，電壓表要與小燈泡并聯(lián)；
；
②為保護電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；
③電流表有示數(shù)說明電路為通路，電壓表無示數(shù)示數(shù)說明電壓表被短路，即小燈泡短路；
④由圖乙可知電壓表的量程為0～3V，示數(shù)為I=1.1V，為測燈泡的額定功率應(yīng)使小燈泡兩端電壓為額定電壓，即要增大小燈泡兩端電壓，應(yīng)使滑動變阻器的滑片向左移動；
⑤由圖丙可知，小燈泡兩端電壓為2.5V是，燈泡中的電流I=0.2A；小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）小燈泡正常工作時的電阻：R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
電路中的總電阻：R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
可知電路中總電阻過小，應(yīng)串聯(lián)定值電阻，阻值為：R=R_總-R_滑-R_L=30Ω-10Ω-12.5Ω=7.5Ω．
故答案為：（1）①見上圖；②斷開；③小燈泡短路；④1.1；左；⑤0.5．
（2）串；7.5．

點評 本題考查了設(shè)計電路圖，在判斷故障時，會根據(jù)電壓表的示數(shù)的變化判斷：若電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源能相通，電壓表兩接線柱之間有開路；若電壓表無示數(shù)，說明電壓表被短路或與電源不能相通．