Question

如圖1是小明設(shè)計(jì)的測量一個小燈泡額定功率的電路圖．已知定值電阻R=15Ω，滑動變阻器R（20Ω   1A），電源電壓為18V，小燈泡的額定電壓為6V、額定功率約為3W．

（1）閉合開關(guān)S前，滑片P應(yīng)滑到最______．（選填“左端”或“右端”）
（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖2的實(shí)物圖補(bǔ)充完整．
（3）正確接入電壓表后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)等于電源電壓，其故障可能是______．
（4）小明正確連接電路后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．小燈泡正常發(fā)光時，電流表的指針如圖3所示，通過小燈泡的電流為______A，其額定功率為______W．
（5）電路中定值電阻R的作用是______．
（6）小明完成上述實(shí)驗(yàn)后，小紅發(fā)現(xiàn)電流表已壞，她利用剩余器材和老師又給的兩個開關(guān)S₁、S₂及導(dǎo)線，也完成了對小燈泡額定功率的測量．請你在圖4的虛線框內(nèi)畫出小紅完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電路圖．

Answer 1

【答案】分析：（1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)電路圖確定滑片的位置．
（2）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端即可完成電路連接．
（3）常見的電路故障有：斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（4）由圖2所示電路圖確定電流表量程，由圖3所示電流表確定電流表分度值，讀出電流表示數(shù)，然后由電功率公式P=UI求出燈泡功率．
（5）由電路圖可知，定值電阻R串聯(lián)接入電路，起分壓作用，保護(hù)電路．
（6）電流表損壞，用電壓表測出定值電阻兩端電壓，求出電路電流，然后求出燈泡功率，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．
解答：解：（1）由電路圖可知：閉合開關(guān)S前，滑片P應(yīng)滑到最右端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（2）燈泡額定電壓是6V，電壓表應(yīng)選0～15V量程，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖甲所示．
（3）如果燈泡斷路，電路斷路，電路電流為零，電流表無示數(shù)，燈泡不亮，電壓表接在電源兩端，電壓表示數(shù)等于電源電壓．
（4）由圖2電路圖可知，電流表量程是0～0.6A，由圖3所示電流表可知，電流表分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.48A；燈泡額定功率P=UI=6V×0.48A=2.88W．
（5）電路中定值電阻R的作用是分壓．
（6）燈泡與定值電阻、滑動變阻器串聯(lián)，電壓表分別測燈泡電壓、燈泡與定值電阻的串聯(lián)電壓，電路圖如圖乙所示．
故答案為：（1）右端；（2）電路圖如圖甲所示；（3）燈泡斷路；
（4）0.48；2.88；（5）分壓；（6）電路圖如圖乙所示．

點(diǎn)評：本題考查了連接電路圖、電路故障分析、電表讀數(shù)、求燈泡功率、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)等問題，有一定難度；連接電路圖時，注意電壓表量程的選擇；應(yīng)用串聯(lián)電路電流相等的特點(diǎn)、串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖的關(guān)鍵．