Question

2．小佳想要測定小燈泡的額定功率，他選用了以下器材：標有“2.5V”字樣的小燈泡（老師告訴他，該小燈泡正常工作電流在0.3A左右），電源為6V的恒穩(wěn)蓄電池，量程為“0-0.6A”與“0-3A”的電流表，量程為“0-3V”與“0-15V”的電壓表，開關，導線．可是在選擇滑動變阻器時他猶豫了，因為有三種規(guī)格的滑動變阻器，分別標有“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”字樣．
（1）估算一下，請你幫小佳選擇一只合適的滑動變阻器20Ω 0.5A；
（2）如圖（甲）所示，小佳連接了一部分電路后又糾結了，請你在不改變他已經連接部分的前提下，再幫他連接完整（用筆畫線，注意導線間不要相互交叉）；
（3）連接完整后，小佳按正確程序操作，閉合開關S，發(fā)現燈泡不亮，電流表指針偏轉明顯，而電壓表指針幾乎不動，仔細檢查，連接無誤．那么出現該狀況的原因應該是C（選填“A、B、C、D”）
A．電壓表內部斷路了    B．燈泡的燈絲斷了
C．燈座內部出現了短路  D．滑動變阻器的電阻線斷了
（4）在老師的指點下，小佳自己排除了故障，再閉合開關S，燈泡亮了，但發(fā)光很暗，觀察電壓表示數，僅有1.8V，這時小佳應將滑片P向A端（選填“A”或“B”）適當滑動；
（5）當小燈泡兩端的電壓達到額定電壓后，電流表的示數如圖（乙）所示，則小佳測得小燈泡的額定功率是0.7W．

Answer 1

分析 （1）根據串聯電路特點及歐姆定律，求出燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的阻值，結合電流的大小，選擇滑動變阻器的規(guī)格；
（2）將電壓表并接在燈的兩端，電壓表選用小量程，注意正負接線的連接；
（3）首先電路為通路，再根據“燈泡不亮，而電壓表指針幾乎不動”判斷故障所在；
（4）根據分壓原理結合串聯電路電壓的特點，判斷滑片的移動方向；
（5）根據電流表的分度值讀數，根據P=UI求額定功率．

解答 解：（1）燈正常工作時的電壓為2.5V，所以，滑動變阻器要分去U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V的電壓，燈正常工作時的電阻R=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$=8.33Ω，根據分壓原理，$\frac{{U}_{L}}{{U}_{滑}}$=$\frac{{R}_{L}}{{R}_{滑}}$，R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$×R_L=$\frac{3.5V}{2.5V}$×8.33Ω=11.67Ω，即滑動變阻器連入電路的電阻至少為11.67Ω，又正常工作時的電流0.3A＜0.5A，故應選用“20Ω 0.5A”的滑動變阻器；
（2）將電壓表并接在燈的兩端，電壓表選用小量程，注意電流從“+”接線柱注入，如上圖所示；
（3）閉合開關S，電流表指針偏轉明顯，說明電路為通路；發(fā)現燈泡不亮，而電壓表指針幾乎不動，則與電壓表并聯的燈短路，又連接無誤，可判斷燈座內部出現短路；
（4）因1.8V小于額定電壓2.5V，故應減小滑動變阻器的電壓，由分壓原理，滑片向A移動；
（5）電流表分度值為0.02A，示數為0.28A，所以，燈的額定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．
故答案為：（1）20Ω 0.5A；（2）如上圖所示；
（3）C；（4）A；（5）0.7．

點評 本題測量小燈泡的功率，主要考查器材的選擇、電路的連接、常見故障的判斷、操作過程、額定功率的計算等知識，屬中考的熱點題．