Question

9．小明同学利用电压表和电流表测量小灯泡的电阻值（已知小灯泡的额定电压为2.5V），实验电路如图：
（1）按图甲所示的电路图，将图乙中的电压表正确连入电路（用笔画线代替导线）．
（2）开关闭合前，滑片P应移到b（选填“a”或“b”）端；其作用是保护电路．
（3）实验中如果闭合开关后发现，电流表指针向左偏转则产生故障的原因可能是电流表正负接线柱接反了．
排除故障后当滑片P移到某一位置时，电流表A和电压表V示数如图丙所示，则此时小灯泡的阻值为9Ω．
（4）小明在实验时，小灯泡突然熄灭，检查发现电流表A的示数为零，电压表V的示数接近电源电压，请你帮小明分析电路的故障可能是：小灯泡处断路．
（5）若小明同学想用已连好的电路测量小灯泡的额定电功率，请你帮他把主要的实验步骤补充完整：
①移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数；
②根据P=UI计算出小灯泡的额定电功率．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，然后把电压表并联在灯泡两端；
（2）为防止电路中的电流过大会烧坏电路元件，闭合开关前，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）闭合开关后发现，电流表指针向左偏转是正负接线柱接反了；
根据电表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出此时灯泡的电阻；
（4）电压表V的示数接近电源电压说明电压表两接线柱与电源之间是通路，小灯泡突然熄灭、电流表A的示数为零说明电路断路，即电压表并联部分断路；
（5）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．

解答 解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联，如下图所示：

（2）闭合开关时，滑片处于最大阻值处，电路电阻最大，电流最小，起到保护电路的作用
（3）闭合开关后发现，电流表指针向左偏转是正负接线柱接反了；
图丙中，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，电压U=1.8V，
电流表的量程为0～0.6A，分电阻为0.02A，示数I=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此时灯泡的电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.8V}{0.2A}$=9Ω；
（4）小灯泡突然熄灭，检查发现电流表A的示数为零，电压表V的示数接近电源电压，说明电压表并联部分断路，电路的故障可能是：小灯泡处断路；
（5）使灯泡在2.5V的额定电压下工作，电压表与灯泡并联，电压表示数为2.5V时，灯泡正常工作，读出此时的电流，根据P=UI计算额定功率．
故答案为：
（1）如上图所示；（2）b；保护电路；（3）电流表正负接线柱接反了；9；（4）小灯泡处断路；（5）2.5．

点评 本题考查了电压表的连接和电表的读数、滑动变阻器的作用、欧姆定律的应用、电路故障的判断等，要注意根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，同时注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．