Question

2．在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图（不完整）．请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整．
（2）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于B（选填“A”或“B”）端．
（3）连接好电路后，闭合开关，小明发现移动滑动变阻器滑片P，小灯泡不发光，电压表的示数为零．进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好．针对电路中出现的小灯泡不发光的故障现象，他提出了如下猜想：①小灯泡短路；②小灯泡的灯丝断了；③滑动变阻器断路．根椐故障现象，猜想②（填序号，下同）是错误的．如果观察到电流表有示数，则猜想①是正确的．
（4）排除故障，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时应将滑片P向
A（选填“A”或“B”）端移到合适位置，读出电流表示数，即可算出小灯泡的额定功率．
（5）小平打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R₀，只利用一只电表，通过图中操作（开关S接“a”、”b”各一次）来测量小灯泡的额定功率．图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是B（填字母）．
A．两种方案都能          B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能   D．丙方案不能，丁方案能．

Answer 1

分析 （1）电压表选用小量程，注意电表正负接线柱和滑动变阻器接线柱的接法；
（2）滑动变阻器滑片应置于阻值最大的位置；
（3）对每个猜想所出现的现象逐一分析，确定与题目条件不符合与相符合的猜想；
（4）认清电压表小量程的分度值读数，比较读数与额定电压的大小，根据分压原理确定滑片移动的方向；
（5）开关S接“a”、”b”各一次，根据电路图，确定能否使小灯泡正常发光，若不能，则无法测量小灯泡的额定电功率．

解答 解：（1）小灯泡的额定功率为2.5V＜3V，电压表选用小量程，注意电表正负接线柱和滑动变阻器接线柱的接法，如右图所示；
（2）滑动变阻器滑片以左电阻丝连入电路，故应将滑片置于B端；
（3）①连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，如果小灯泡短路，小灯泡不发光，相当于一根导线，电压表示数为0，电流表有示数；
②如果小灯泡的灯丝断了，则电压表与电路中其它元件串联，因电压表内阻很大，根据欧姆定律和分压原理，电流表示数接近0，电压表示数接近电源电压，小灯泡分得的电压很小，不发光；
③如果滑动变阻器断路，则电压表、电流表均无示数，小灯泡不发光；
所以，连接好电路后，闭合开关，小明发现移动滑动变阻器滑片P，电路中出现小灯泡不发光，电压表示数为零，猜想②是错误的；
如果观察到电流表有示数，则猜想①是正确的；
（4）电压表小量程的分度值为0.1V，示数为1.4V，所以，应增加灯两端的电压减小滑动变阻器的电压，根据分压原理，就要减小变阻器连入电路中的电阻，所以，应将滑片P向A端移到合适位置，读出电流表示数，即可算出小灯泡的额定功率；
（5）图丙中，无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，丙方案不能测定小灯泡的额定电功率；
丁方案中，R₀、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，S接b时测灯和定值电阻的总电压，都无法确定小灯泡是否正常发光，丁方案不能测定小灯泡的额定电功率．所以，两种方案都不能测出小灯泡的额定功率．
故选B．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）B；
（3）②；①
（4）A；
（5）B．

点评 本题测小灯泡的功率，涉及电路的连接、常见故障的分析判断、实验的过程等，考查特殊情况下测额定功率方案设计，综合性强，难度较大．