Question

16．小明、小華和小紅三位同學(xué)各自進(jìn)行“測定小燈泡電功率”的實驗．實驗中使用的 小燈標(biāo)有“2.5V”字樣，滑動變阻器標(biāo)有“20?  2A”字樣．
①小華實驗步驟正確，閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)小燈發(fā)光較暗，電流表、電壓表的示數(shù)如圖（a）、（b）所示，他所用的電源電壓為4.5伏．接著他移動變阻器的滑片，當(dāng)觀察 到電壓表的示數(shù)為2.5伏時，小燈正常發(fā)光．若此時變阻器的滑片恰好在中點上（即它接入電路的電阻為 10 歐），小燈的額定功率為0.5瓦．
②小紅正確連接電路，閉合電鍵，移動變阻器的滑片，觀察到小燈始終不亮，電壓表的 示數(shù)為零．若電路中只有一處故障且只發(fā)生在小燈或滑動變阻器上，電路中存在的故障可能是燈泡短路或滑動變阻器斷路（請將所有可能填寫完整）．

Answer 1

分析 ①剛閉合開關(guān)時，滑動變阻器的阻值最大，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可得電源電壓；
當(dāng)燈泡兩端電壓等于額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，求出滑動變阻器兩端的電壓，由歐姆定律得出電路中的電流，則可根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定電功率；
②小燈泡不亮，電壓表示數(shù)為零，可能是與電壓表并聯(lián)的電路短路，或電壓表兩接線柱之外的電路斷路．

解答 解：①由圖a知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.14A；
電壓表的量程為0～3V，示數(shù)為1.7V；
剛閉合開關(guān)時，滑動變阻器的阻值最大，為20Ω，則滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=IR_滑=0.14A×20Ω=2.8V；
則電源電壓為：U=U_L+U_滑=1.7V+2.8V=4.5V；
燈泡的額定電壓為2.5V，所以當(dāng)燈泡兩端的電壓為2.5V時，燈泡正常發(fā)光；
當(dāng)滑片在變阻器的中點時，變阻器的阻值R_滑′=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω；
此時滑動變阻器兩端的電壓U_滑′=U-U_額=4.5V-2.5V=2V；
則燈泡的額定電流I額=I′=$\frac{{U}_{滑}′}{{R}_{滑}′}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A；
則P_額=U_額I_額=2.5V×0.2A=0.5W；
②小燈始終不亮，電壓表的示數(shù)為零，則可能與電壓表并聯(lián)的燈泡短路，或滑動變阻器斷路．
故答案為：①4.5；2.5；0.5；②燈泡短路或滑動變阻器斷路．

點評 本題考查了實驗現(xiàn)象分析、電表讀數(shù)、求燈泡功率、電阻阻值等問題，對電表讀數(shù)時，應(yīng)先確定電表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．能夠熟練掌握串聯(lián)電路的電壓、電流規(guī)律及歐姆定律是解決問題的關(guān)鍵．