Question

20．圖甲是“測量小燈泡額定功率”的實驗電路圖，其中電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為10Ω．
（1）為能順利完成該實驗探究，滑動變阻器應選用規(guī)格是C．
A．“5Ω   1A”B．“10Ω  1A”C．“50Ω  1A”

（2）某小組連接好電路，閉合開關后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮且電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)．試分析電路中可能出現(xiàn)的故障是小燈泡斷路．
（3）排除故障后，閉合開關，移動變阻器的滑片P，當小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為0.65W．
（4）在小燈泡正常發(fā)光時，再將滑片P向B端移動到某一位置，則小燈泡的實際功率將小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）額定功率．

Answer 1

分析 （1）由P=UI計算燈泡額定電流，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)．根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算滑動變阻器的電阻．
（2）閉合開關，燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路斷路了；電壓表的指針有明顯的偏轉，說明電壓表通過電流表和滑動變阻器與電源兩極相連，由此分析故障的原因；
（3）當燈泡電壓達到額定電壓時燈泡正常發(fā)光，讀了此時電流表示數(shù)，根據(jù)P=UI計算額定功率；
（4）小燈泡正常發(fā)光時，滑片P向B端移動，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知燈泡兩端電壓的變化情況，再判斷實際功率與額定功率的關系．

解答 解：
（1）電源電壓U=6V，燈泡正常工作時，燈泡額定電壓：U_燈=2.5V，滑動變阻器兩端電壓：U_滑=6V-2.5V=3.5V，
燈泡電阻約R_燈=10Ω，電路電流I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{燈}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑動變阻器電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，所以滑動變阻器應選C．
（2）閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是斷路，所以出現(xiàn)故障的原因是小燈泡斷路．
（3）當電壓表示數(shù)為2.5V時，燈泡正常發(fā)光，由圖電流表使用0-0.6A量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.26A，
所以燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
（4）小燈泡正常發(fā)光時，滑片P向B端移動，使得變阻器連入阻值變大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知燈泡兩端電壓減小，即實際電壓小于額定電壓，則小燈泡實際功率小于額定功率．
故答案為：（1）C；（2）燈泡斷路；（3）0.65；（4）小于．

點評 利用電壓表、電流表判斷電路故障時，要知道電流表無示數(shù)原因：電路中有斷路現(xiàn)象；電壓表無示數(shù)原因：與電壓表并聯(lián)部分短路或與電壓表并聯(lián)以外的部分斷路．