Question

（2013?咸阳一模）飞羽用一只标有2.5V字样的小灯泡练习测定小灯泡的电功率．
（1）飞羽完成的电路连接如图所示，闭合开关前滑动变阻的画片P应置于

左

（选填“左”或“右”）端；
（2）飞羽闭合开关，发现灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变．经检查电路连接无误，且导线无接触不良之处，产生这种故障原因是

灯泡断路

（3）排除故障后，为测定小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器的滑片使得电压表示数为

2.5

V．

（4）飞羽还想利用上述实验装置测量一段电炉丝的电阻R_x，可是连接电路时发现电流表已烧坏，原电路不能使用，请你利用现有器材（电压未知的电源，量程合适的电压表、最大阻值已知为R₀的滑动变阻器、开关各一个、导线若干），帮助飞羽设计一个不用改变电压表位置就能测出这段电炉丝电阻的电路．把你设计的实验电路图画在虚线框内（电炉丝的符号用电阻的符号表示）．
（5）请写出连接电路之后主要的实验步骤：

闭合电路，先调节滑动变阻器使得接入电路电阻为0，记下电压表的示数U₁

；

再调节滑动变阻器使得接入电路电阻为最大值R₀，记下电压表的示数U₂

．

Answer 1

分析：（1）闭合开关前，滑片应移至最大阻值处；
（2）电流表无示数，灯泡不亮，说明电路出现了断路，根据电压表的示数情况判断断路处；
（3）测量灯泡的额定功率，则灯泡两端的电压等于额定电压；
（4）如果没有电流表，则可以用电压表和滑动变阻器来代替电流表的作用，将其与被测电阻串联，根据伏安法计算出；
（5）根据伏安法，测出定值电阻的电压，便可根据I=

U

R

计算出电流，再待测电阻的电压，便可根据R=

U

I

计算出电阻的值．

解答：解：（1）由图知，滑动变阻器接了下面右边的接线柱，所以在闭合开关前，滑片应移至最左端；
（2）电流表无示数，灯泡不亮，说明电路出现了断路，电压表有示数，且任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变，说明与电压表并联的灯泡断路；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，所以测定小灯泡的额定功率，要使得电压表示数为2.5V；
（4）电流表已烧坏，应用电流表与滑动变阻器来代替电流表与待测电阻串联，滑动变阻器相当于阻值为0和阻值为R0的两个定值电阻，如图所示：
；
（5）按照电路连接实物电路，注意滑片移至最大阻值处，闭合开关，移动滑片，使滑动变阻器的阻值为0，记下此时电压表的示数U1，等于电源电压；再调节滑动变阻器使得接入电路电阻为最大值R₀，记下电压表的示数U₂，此时滑动变阻器的电压为U₁-U₂，可得电路中的电流I=

U1-U2

R0

，则可根据电阻公式求出其电阻的值．
故答案为：（1）左；（2）灯泡断路；（3）2.5；（4）见上图；（5）闭合电路，先调节滑动变阻器使得接入电路电阻为0，记下电压表的示数U₁；再调节滑动变阻器使得接入电路电阻为最大值R₀，记下电压表的示数U₂．

点评：此题是测定小灯泡的电功率实验，考查了滑动变阻器的使用及电路故障的分析，同时考查了额定功率的测量方法及没有电流表时电阻的测量方法，此时需用替代法让定值电阻和电压表来代替电流表的作用．