Question

19．一個額定電壓是2.5V的小燈泡，正常工作時的電阻約為8Ω，小明想測量它的額定功率．實驗室與如下器材“電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表、開關(guān)各一個、規(guī)格分別為“10Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑動變阻器2個，導(dǎo)線若干．
（1）小明設(shè)計了圖甲所示電路，圖乙是小明根據(jù)電路圖連接的實物圖，閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，經(jīng)檢查是由于一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在圖乙中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補畫出正確的連線．

（2）為了完成實驗，他選用規(guī)格為50Ω0.5A的滑動變阻器．
（3）小明正確連線后，繼續(xù)實驗，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，而電壓表示數(shù)超過量程，取下燈泡，兩表的指針位置不變．出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡斷路．
（4）排除故障后，開始實驗．當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖丙所示為0.32A，小燈泡的額定功率是0.8W．
（5）實驗結(jié)束后，小明整理實驗器材時，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的AP部分比PD部分熱，這是因為AP部分電阻PD部分大，根據(jù)焦耳定律，在電流和通電時間相同的情況下，AP部分電阻PD部分產(chǎn)生的熱量多．

Answer 1

分析 （1）開關(guān)、滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電路兩端，故據(jù)此分析判斷即可；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)這個阻值，判斷選擇哪個滑動變阻器；
（3）閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路或燈泡之外電路斷路造成的；電流表示數(shù)為零，說明電路存在斷路；電壓表示數(shù)接近3V，接近電源電壓，說明電壓表與電源兩端相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；取下燈泡，電路斷路，兩表示數(shù)不變，綜合分析可知，電路故障原因是燈泡斷路造成的；
（4）先確定電流表的分度值，而后據(jù)電流表讀出對應(yīng)的示數(shù)，據(jù)公式P=UI可計算出額定功率；
（5）電流流過電阻時要產(chǎn)生熱量，使電阻溫度升高，根據(jù)焦耳定律分析．

解答 解：（1）在該電路中，變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，見下圖：

（2）燈泡正常發(fā)光時，通過其的電流約是I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3A，
滑動變阻器兩端的電壓
U_滑=U-U_燈泡=6V-2.5V=3.5V，滑動變阻器接入電路的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.5V}{0.3A}$=11.7Ω＞10Ω，所以應(yīng)選擇
“50Ω 0.5A”的滑動變阻器；
（3）小紅閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，而電壓表示數(shù)接近3V，取下燈泡，兩表的示數(shù)仍不變；出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡斷路；
（4）該電流表選的是小量程，其分度值是0.02A，故其示數(shù)是0.32A，故其額定功率是：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（5）由電路圖可知，滑動變阻器的AP段接入電路，實驗時電流流過AP部分，電阻絲發(fā)熱，PD部分沒有電流流過，不發(fā)熱，因此PA部分比PD部分溫度高．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）50Ω 0.5A；
（3）燈泡斷路；
（4）0.32；0.8；
（5）AP部分電阻PD部分大，根據(jù)焦耳定律，在電流和通電時間相同的情況下，AP部分電阻PD部分產(chǎn)生的熱量多．

點評 本題考查了連接電路圖、實驗器材的選擇、電壓表讀數(shù)、求燈泡功率等問題，連接實物電路圖時要注意電表量程的選擇；對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)．