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2.小辉研究小灯泡的亮度变化.他用如图2所示实验器材,小灯泡额定电压为3.8V.

(l)按电路图用笔画线连接实物图,要求滑动变阻器滑片向左移动,小灯泡变亮.
(2)闭合开关,小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数接近6V.由此断定电路故障是C
A.L 短路      B.R 短路      C.L 断路     D.R 断路
(3)小辉解决电路故障后,闭合开关,并移动滑动变阻器的滑片,记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,当使小灯泡正常发光时,电流表示数如图3所示,请帮他读出电流表的示数,并把表格补充完整.
电压 U/V1.01.52.02.53.03.84.0
电流 I/A0.180.20.220.250.280.30.32
电功率P/0.180.30.440.6250.841.141.28
灯泡发光情况很暗------→暗----→正常发光→很亮
(4)小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的.
(5)小灯泡正常发光时的电阻为12.7Ω.(保留一位小数)

分析 (1)根据灯泡额定电压确定电压表的量程,根据电路电流确定电流表量程,灯泡、电流表和开关串联接入电路,电压表与灯泡并联.
(2)灯泡不亮,电流表无示数,电路断路,电源由2节干电池串联组成,电压为3V,电压表示数与电源电压相同,电压表串联在电路中测电源电压,所以灯泡断路;
(3)当电压表示数为小灯泡额定电压U时,灯泡正常发光;由电流表读出电流值I,由公式P=UI求出小灯泡的功率;
(4)灯泡的亮度是由实际功率决定的.
(5)利用R=$\frac{U}{I}$求出灯泡电阻.

解答 解:(1)灯泡额定电压是3.8V,电压表选0~15V量程,电流表选0~0.6A量程,灯泡、电流表、开关、滑动变阻器串联接入电路,电压表与灯泡并联,要求滑动变阻器滑片向左移动,小灯泡变亮,即滑动变阻器连入电路的电阻变小,所以则应将滑片左边的电阻连入电路.如图所示.

(2)灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路,由于电流表无示数,电路中没有电流,则电路断路;电压表示数接近6V,是测量电源电压,说明电压表串联在电路中,则断路位置在与电压表并联是电路中,即灯泡L断路;
灯泡L短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
灯泡L以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡L不亮,电压表和电流表都没有示数;故选C;
(3)小灯泡正常发光时电压为额定电压U=3.8V,已知电流表量程是0~0.6A,由图丙知电流表示数I=0.3A,则小灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(4)由表格数据可知:灯泡的亮度是由实际功率决定的.
(5)由I=$\frac{U}{R}$得:
灯泡正常发光时电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.3A}$≈12.7Ω.
故答案为:(1)如图所示;(2)C;(3)0.3;1.14;(4)实际功率;(5)12.7.

点评 本题考查了实物图的连接、电压表量程的选择和连接方法、滑动变阻器接线柱的选择和连接方法、电流表读数、功率计算、故障问题分析等,当电压为额定电压时,灯正常发光,功率为额定功率.

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