Question

某同學做“測定小燈泡的電功率”實驗，所用電源由若干節(jié)普通新干電池串聯(lián)組成，滑動變阻器上標有“50歐2安”字樣，待測小燈上標有“0.2安”字樣，其額定功率大于0.5瓦．他正確連接電路并按正確的步驟進行實驗操作．當他閉合電鍵時，觀察到電流表示數(shù)為0.12安，但小燈卻不發(fā)光，電壓表也無示數(shù)．
（1）在圖中所示電路的○內，填上適當?shù)碾姳矸�號，使其成為正確的實驗電路．
（2）若電路中只有一處故障，且只發(fā)生在滑動變阻器或小燈上，則電路發(fā)生故障的元件及故障類型是______．實驗所用電源由______節(jié)干電池串聯(lián)組成．
（3）該同學用規(guī)格相同的元件換下發(fā)生故障的元件后重新進行實驗．當調節(jié)滑動變阻器的滑片最終使小燈正常發(fā)光時，發(fā)現(xiàn)電路中兩個電表的指針偏離0刻度線的角度恰好相同．
①該同學判斷小燈正常發(fā)光的依據(jù)是觀察到______．②待測小燈泡的額定功率為______瓦．

Answer 1

解：（1）串聯(lián)接入電路的是電流表，與燈泡并聯(lián)的是電壓表，如電路圖所示．
（2）小燈泡不發(fā)光，可能是斷路或短路，電流表示數(shù)為0.12安，所以不能是電路斷路，又因為電壓表也無示數(shù)，說明小燈泡短路；
此時滑動變阻器阻值最大為50Ω，所以電源電壓U=IR=0.12A×50Ω=6V
每節(jié)干電池的電壓為1.5V，所以n==4節(jié)
（3）①小燈泡上標有“0.2安”字樣，可知其額定電流為0.2A，所以該同學判斷小燈正常發(fā)光的依據(jù)是觀察到電流表的示數(shù)為0.2A；
②電流表和電壓表的指針偏離零刻度線的角度恰好相同，電流表的示數(shù)為0.2A，
若電壓表量程為0～3V，則電壓表示數(shù)為1V；若電壓表量程為0～15V，則電壓表示數(shù)為5V；
又小燈泡的額定功率大于0.5W，所以U×0.2A＞0.5W，所以U＞2.5V，則電壓表示數(shù)應為5V．
P=UI=5V×0.2A=1W．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）小燈泡短路；4；（3）①電流表的示數(shù)為0.2A；②1．
分析：（1）電流表與用電器串聯(lián)接入電路，電壓表與被測電路并聯(lián)，根據(jù)圖示確定電表類型．
（2）根據(jù)要求，掌握斷路和短路的特點，若斷路，則電路中無電流，用電器不工作，斷路處電壓為電源電壓；若短路，則被短路的不工作，兩端無電壓，其它電路完好，電路中有電流；
判斷出故障后，根據(jù)U=IR計算出電源電壓；
（3）當小燈泡兩端的電壓等于額定電壓或電流燈泡額定電流時，小燈泡會正常發(fā)光；
根據(jù)電流表與電壓表的偏轉角度相同及電流表的數(shù)值得出電壓表的示數(shù)，根據(jù)公式P=UI計算出電功率．
點評：此題“測定小燈泡的電功率”實驗，考查了對電路故障的分析，（2）問是此題的難點，關鍵是根據(jù)條件判斷出電壓表的示數(shù)．