Question

巴彦一中物理实验小组的同学们在做“测量小灯泡的额定功率”的试验中，已知小灯泡的额定电压为“1.5V”，滑动变阻器上标有“20Ω1A”的字样．
（1）小聪将图中的实验器材连成实验电路，而其他同学认为从实验目的来看，实验电路上有一根导线连错了，建议改接．请你在接错的那根线上打“×”；

（2）电路修改后，闭合开关移动滑片发现电压表和电流表示数如图（2）所示，则此时灯泡的实际功率是______W．
（3）接着小聪将滑片移到中点时，发现小灯泡正常发光，但她忘记了观察电表的示数，而直接将滑片移至另一端，结果小灯泡闪亮一下就熄灭了，她发现电流表的示数为______A，电压表的指针刚好偏转到最右端．
（4）于是无法再进行实验了，但小聪同学不但求出了小灯泡的额定功率为______W，而且还求出了小灯泡正常发光时的电阻为______Ω．

Answer 1

解：（1）电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表是串联在电路中的，根据实物图可知，电流从电流表中间接线柱流入，从负接线柱流出，显然电流表右接线柱与灯泡相连的导线将灯泡短路，故该导线是错误的；如下图所示：

（2）图（2）中电流表的示数是：I=0.12A；电压表的示数是：U=1.1V；
灯泡的实际功率：P=UI=1.1V×0.12A=0.132W；
（3）当滑动变阻器移动到一端时，接入电路的阻值很小，而使灯泡的电压过大，灯丝被烧毁了，出现了断路现象，所以电路故障为断路，电流表示数为零；
（4）滑动变阻器的滑片滑到中点时，阻值是10Ω；
此时灯泡正常发光，灯泡两端的电压是：额定电压1.5V；
滑动变阻器上的电压：U=3V-1.5V=1.5V；
灯泡上的电流：I_灯=I_阻===0.15A；
灯泡的额定功率：P=UI=1.5V×0.15A=0.225W；
灯泡的阻值：R===10Ω．
故答案为：（2）0.132；（3）0；（4）0.225；10．
分析：（1）测灯泡的功率时，电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表是串联在电路中的，由实物图依次判断导线连接错误的地方；
（2）由图（2）读出电流表和电压表的数值，利用P=UI计算出灯泡的实际功率；
（3）灯泡突然熄灭有两种情况，即短路和断路，当灯泡短路时，电路中有较大的电流；当灯泡断路时，电路中无电流；由此就能判断出电流表的示数；
（4）串联电路中，总电压等于各段电压之和，利用灯泡的额定电压和电源电压求出滑动变阻器的电压，利用欧姆定律得电路的电流；利用P=UI计算灯泡的额定功率，利用欧姆定律计算灯泡的电阻．
点评：此题主要考查电路的连接、功率的计算、电路故障的分析等；特别是故障分析题较复杂，应重点掌握；此题属于难题．