Question

1．在“測定小燈泡的額定電功率”的實驗中，小佳同學選用的小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為8Ω，滑動變阻器的最大阻值為10Ω．

（1）為順利完成實驗，現(xiàn)有電壓為4.5V和6V的兩電池組可供選擇，則A．
A．只能選擇4.5V的電池組     B．只能選擇6V的電池組
C．兩電池組均可選用          D．須將其變成10.5V的電池組使用
（2）請用筆畫線代替導線，將圖乙中的實物電路連接完整．
（3）為測小燈泡的額定功率，移動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)如圖丙所示，其值為0.28A，小燈泡的額定功率為0.7W．
（4）小明在實驗時，不小心將電流表損壞，由于沒有多余的電流表更換，老師取走電流表，并拿來一個電阻箱代替滑動變阻器接在原電路中（不改變電路結(jié)構(gòu)）．閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電壓表的示數(shù)等于電源電壓，則故障的原因可能是燈泡斷路（選填短路或斷路）；排除故障后，當小燈泡在額定電壓下工作時，電阻箱接入電路的阻值為R₀，則計算小燈泡額定功率的表達式為$\frac{2.5V×2V}{{R}_{0}}$（電源電壓恒定不變）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓、燈泡電阻，由I=$\frac{U}{R}$計算出最大電流，結(jié)合滑動變阻器最大阻值，由U_總=IR_總，計算出最大電源電壓．
（2）根據(jù)額定電壓，確定電壓表量程，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，滑動變阻器串聯(lián)在電路中，注意“一上一下”．
（3）測量燈泡額定功率，電壓表示數(shù)為額定電壓，讀出電流表示數(shù)，由P=UI計算出功率．
（4）根據(jù)燈泡不亮，電路中可能存在斷路，電壓表等于電源電壓，電壓表中間斷路，燈泡額定電壓下工作時，由U_箱=U-U_燈，I=$\frac{{U}_{箱}}{{R}_{0}}$確定燈泡額定電流，P=UI計算電功率．

解答 解：（1）根據(jù)燈泡額定電壓U=2.5V，電阻R≈8Ω，由I=$\frac{{U}_{燈}}{{R}_{燈}}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$≈0.3A，當滑動變阻器處于最大阻值R_滑=10Ω時，由R_總=R_燈+R_滑=8Ω+10Ω=18Ω，
由U_總=IR_總=0.3A×18Ω=5.4V，則電源電壓最大5.4V，故只能選擇4.5V電池組．
（2）根據(jù)燈泡額定電壓2.5V，電壓表選擇0-3V量程，滑動變阻器串聯(lián)在電路中，注意“一上一下”，滑片在最大阻值處，故最好接左邊下接線柱，如圖所示．

（3）測量燈泡額定功率，電壓表示數(shù)為額定電壓U=2.5V，電流表量程0-0.6A，分度值為0.02A，則電流表示數(shù)I=0.28A，由P=UI=2.5V×0.28=0.7W．
（4））根據(jù)燈泡不亮，電路中可能存在斷路，電壓表等于電源電壓，電壓表中間燈泡斷路；燈泡額定電壓下工作時，由U_箱=U-U_燈=4.5V-2.5V=2V，由I=$\frac{{U}_{箱}}{{R}_{0}}=\frac{2V}{{R}_{0}}$，燈泡額定功率P_燈=U_燈I=2.5V×$\frac{2V}{{R}_{0}}$，
故答案為：（1）A；（2）如圖所示；（3）2.5；0.28；0.7；（4）斷路； $\frac{2.5V×2V}{{R}_{0}}$或$\frac{2.5V×（{U}_{總}-2.5V）}{{R}_{0}}$或$\frac{2.5V×（4.5V-2.5V）}{{R}_{0}}$

點評 此題考查了，電源的選擇、電路連線、電功率的計算，故障分析，電路的分析，知識點難度較大，特別是電源的選擇和電路分析．