Question

小明同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)．他按圖正確連接電路，所用電源電壓為4.5伏且不變，小燈上標(biāo)有“2.5V”字樣．
（1）該實(shí)驗(yàn)中，串聯(lián)一個滑動變阻器的目的是為了    ．
（2）閉合電鍵前，應(yīng)先將圖中滑動變阻器R的滑片P移至最    端（選填“左”或“右）．
（3）閉合電鍵后，他發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)均不發(fā)生變化．
①若燈L或變阻器R發(fā)生故障，則故障原因是    ．
②若燈L和變阻器R同時(shí)發(fā)生故障，則故障原因是    ．
（4）小明換用相同規(guī)格的完好器材按正確步驟重新實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為0.2安，則小燈的額定功率為    瓦，此時(shí)變阻器R連入電路的電阻為    歐．

Answer 1

【答案】分析：（1）從實(shí)驗(yàn)的實(shí)際過程出發(fā)考慮即可判斷；
（2）在閉合開關(guān)前滑片應(yīng)打到最大的阻值處，所以據(jù)圖中所提示的變阻器進(jìn)行分析判斷即可；
（3）閉合電鍵后，他發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)均不發(fā)生變化，即原來都有示數(shù)，閉合后示數(shù)不變，故說明兩電表示數(shù)都是0，故此電路是斷路，所以若是燈L或變阻器R發(fā)生故障，即是由于這兩個中的某一個發(fā)生斷路造成的；同時(shí)也有可能是由于上述兩個同時(shí)發(fā)生故障造成的，故據(jù)此分析即可判斷．
（4）小燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，故據(jù)公式P=UI計(jì)算即可；
知道此時(shí)的電源電壓，即可計(jì)算出此時(shí)的變阻器的電壓，在據(jù)串聯(lián)電路電流相等的關(guān)系，結(jié)合歐姆定律即可判斷．
解答：解：（1）在“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，由于電源所提供的電壓不一定是燈泡的額定電壓，所以通過滑動變阻器的條件，我們可以讓燈泡的電壓為額定電壓或我們方便研究所用的電壓值，所以這里串聯(lián)一個滑動變阻器的目的是為了改變小燈兩端電壓；
（2）在閉合開關(guān)前滑片應(yīng)打到最大的阻值處，此時(shí)變阻器的滑片右邊的電阻絲接入電路，所以閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)打到最左邊；
（3）①閉合電鍵后，兩表示數(shù)不變，故說明兩電表示數(shù)都是0，故此電路是斷路，所以若是燈L或變阻器R發(fā)生故障，即只能是變阻器R斷路造成的，若是燈泡斷路，變阻器R完好，此時(shí)電流表無示數(shù)，但電壓表會有示數(shù)；
②此時(shí)若燈L和變阻器R同時(shí)發(fā)生故障，則故障原因是燈L和變阻器R同時(shí)斷路或燈L短路變阻器R斷路；
（4）發(fā)現(xiàn)當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為0.2安，即此時(shí)的電壓是2.5V，所以此時(shí)的功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
由于電源電壓是4.5V，小燈泡的電壓是2.5V，故此時(shí)變阻器的電壓是4.5V-2.5V=2V，此時(shí)變阻器的電流是0.2A，
故變阻器接入電路的電阻是：據(jù)I=得，R===10Ω；
故答案為：（1）改變小燈兩端電壓；（2）左；（3）①變阻器R斷路；②燈L和變阻器R同時(shí)斷路或燈L短路變阻器R斷路；（4）0.5；10．
點(diǎn)評：知道測量燈泡的功率是實(shí)驗(yàn)過程，并能準(zhǔn)確的判斷電路中的故障，且能結(jié)合歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算是解決該題 的關(guān)鍵．