Question

20．如图所示，是测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率实验的电路图．
（1）欲使滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变亮．请你用笔画线信替导线将所示的电路连接完整．
（2）实验时发现电压表读数为2V，为了测量小灯泡的额定功率应使滑动变阻器的滑片P向左端移动，使电压表的读数为3V．
（3）另一名同学在连接好电路后，闭合开关以后发现电流表几乎不动，小灯泡不亮，电压表的读数几乎为电源电压，其原因是小灯泡处断路．
（4）还有一名同学在连接好电路后，闭合开关，小灯泡很亮，且移动滑片P时，电流表、电压表读数无变化，其原因是滑动变阻器上面两个接线柱接入电路中．
（5）完成下表的数据：

	电压U/V	电流I/A	小灯泡的额定功率P/W
1		0.15
2	3	0.3

（6）此小灯泡的电阻为10Ω．（不考虑温度影响）

Answer 1

分析 （1）根据实验要求，滑动变阻器需要串联在电路中，并且滑片处于阻值最大处，接线时一上一下；据此分析连接电路；
（2）根据滑动变阻器接入电路的实际电阻判断应如何移动滑片；直到电压表示数等于灯泡的额定电压．
（3）灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路为开路，根据电压表的情况确定断路位置．
（4）灯泡很亮，并且移动滑片，电流表、电压表示数都不变，说明滑动变阻器接入电路的电阻最小，并且滑片不会起到调节电阻的作用．
（5）电阻一定时，电阻两端的电压与电流成正比；从表中读出灯泡的额定电压和额定电流，然后根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（6）根据表中的一组数据，利用R=$\frac{U}{I}$求出电阻大小．

解答 解：（1）根据实验原理和要求，结合电路元件的使用规则，连接电路如下图：

（2）灯泡两端的电压只有2V，小于额定电压，因此需使滑动变阻器接入电路的电阻减小，故应向左移动滑片，使灯泡电压达到额定电压U=3V．
（3）灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路开路，又因为电压示数等于电源电压，则故障为小灯泡处断路．
（4）灯泡很亮，说明电路中的电流较大，又因为移动滑片，电压表、电流表示数不变，说明将滑动变阻器上面两个接线柱接入电路中．
（5）电阻一定时，电阻两端的电压与电流成正比；因为当灯泡两端电压为3V时，通过的电流为0.3A，则当通过灯泡电流为0.15A时，灯泡两端电压为1.5V；
从表中数据可知，当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.3A，故灯泡的额定功率：P=UI=3V×0.3A=0.9W．
（6）灯丝的电阻为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω．
故答案为：（1）见上图；（2）左；3；（3）小灯泡处断路；（4）滑动变阻器上面两个接线柱接入电路中；（5）1.5；0.9；（6）10Ω．

点评 本题主要考查了实物图的连接、电压表量程的选择、实验的注意事项、电流表的读数和电功率的计算、灯丝电阻与温度的关系等，涉及到的知识较多，综合性很强，给解题带来难度．