Question

某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用电源由若干节普通新干电池串联组成，滑动变阻器上标有“50欧2安”字样，待测小灯上标有“0.2安”字样，其额定功率大于0.5瓦．他正确连接电路并按正确的步骤进行实验操作．当他闭合电键时，观察到电流表示数为0.12安，但小灯却不发光，电压表也无示数．
（1）若电路中只有一处故障，且只发生在滑动变阻器或小灯上，则电路发生故障是______．实验所用电源由______节干电池串联组成．
（2）该同学用规格相同的元件换下发生故障的元件后重新进行实验．当调节滑动变阻器的滑片最终使小灯正常发光时，发现电路中两个电表的指针偏离零刻度线的角度恰好相同．
①该同学判断小灯正常发光的依据是观察到______．
②请根据相关信息计算出小灯泡的电功率为______瓦．

Answer 1

解：（1）小灯泡不发光，可能是断路或短路，电流表示数为0.12安，所以不能是电路断路，又因为电压表也无示数，说明小灯泡短路；
此时滑动变阻器阻值最大为50Ω，所以电源电压U=IR=0.12A×50Ω=6V
每节干电池的电压为1.5V，所以n==4节
（2）①小灯泡上标有“0.2安”字样，可知其额定电流为0.2A，所以该同学判断小灯正常发光的依据是观察到电流表的示数为0.2A；
②电流表和电压表的指针偏离零刻度线的角度恰好相同，电流表的示数为0.2A，
若电压表量程为0～3V，则电压表示数为1V；若电压表量程为0～15V，则电压表示数为5V；
又小灯泡的额定功率大于0.5W，所以U×0.2A＞0.5W，所以U＞2.5V，则电压表示数应为5V．
P=UI=5V×0.2A=1W．
故答案为：（1）小灯泡短路；4；（2）①电流表的示数为0.2A；②1．
分析：（1）根据要求，掌握断路和短路的特点，若断路，则电路中无电流，用电器不工作，断路处电压为电源电压；若短路，则被短路的不工作，两端无电压，其它电路完好，电路中有电流；
判断出故障后，根据U=IR计算出电源电压；
（2）当小灯泡两端的电压等于额定电压或电流灯泡额定电流时，小灯泡会正常发光；
根据电流表与电压表的偏转角度相同及电流表的数值得出电压表的示数，根据公式P=UI计算出电功率．
点评：此题“测定小灯泡的电功率”实验，考查了对电路故障的分析，（2）问是此题的难点，关键是根据条件判断出电压表的示数．